03 Puertos Rev07

Grado en Ingeniería Civil

José María Medina Villaverde

12/03/2012

APUNTES DE PUERTOS REV07

APUNTES DE PUERTOS - REV07


C/ Tajo, s/n. Villaviciosa de Odón. 28670 Madrid / uem.es

Departamento de Ingeniería Civil – Despacho C-16

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1 TABLA DE CONTENIDO

1 Tabla de contenido ................................................................................................................ 1

1.1 Índice de figuras ............................................................................................................ 3

2 Introducción .......................................................................................................................... 7

2.1 Aclaración ...................................................................................................................... 7

2.2 Participantes en el programa ROM: .............................................................................. 7

3 La obra marítima ................................................................................................................... 9

3.1 Criterios generales de proyecto. ................................................................................... 9

4 El puerto .............................................................................................................................. 10

4.1 Clasificación zonal del puerto...................................................................................... 10

4.2 Servicios prestados ...................................................................................................... 11

4.2.1 Servicios al barco ................................................................................................. 11

4.2.2 Servicios a la mercancía ...................................................................................... 11

4.2.3 Servicios al transporte terrestre .......................................................................... 11

4.2.4 Otros servicios ..................................................................................................... 11

4.3 Tipos especiales de puerto .......................................................................................... 11

4.3.1 Puerto deportivo ................................................................................................. 11

4.3.2 Astillero naval ...................................................................................................... 12

4.3.3 Puerto pesquero .................................................................................................. 12

4.4 El área portuaria .......................................................................................................... 12

5 Barcos de cálculo ................................................................................................................. 14

6 Obras de abrigo ................................................................................................................... 19

6.1 Introducción ................................................................................................................ 19

6.2 Proyecto de un dique de abrigo .................................................................................. 19

6.3 Implantación de diques de abrigo ............................................................................... 20

6.3.1 Criterios generales .............................................................................................. 20

6.3.2 Intervalo de tiempo para el análisis operativo .................................................... 20

6.3.3 Verificación de los requisitos de proyecto .......................................................... 21

6.3.4 Seguridad, servicio y uso y explotación ............................................................... 21

6.3.5 Requisitos ambientales ....................................................................................... 21





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6.3.6 Requisitos legales específicos ............................................................................. 21

7 Diques de abrigo ................................................................................................................. 22

7.1 Partes del dique ........................................................................................................... 22

7.2 Interacción respecto al oleaje ..................................................................................... 22

7.2.1 Reflexión .............................................................................................................. 22

7.2.2 Transmisión ......................................................................................................... 23

7.2.3 Disipación ............................................................................................................ 23

7.2.4 Altura de ola a pie de dique y en presencia de él ............................................... 24

7.3 Diques en talud ........................................................................................................... 25

7.3.1 Partes de un dique en talud ................................................................................ 25

7.3.2 Modos de fallo del dique en talud ...................................................................... 25

7.3.3 Definición del nivel de daño ................................................................................ 25

7.3.4 Cálculo del dique en talud ................................................................................... 29

7.3.5 Proceso de construcción de un dique en talud ................................................... 33

7.4 Diques verticales ......................................................................................................... 33

8 Obras de atraque................................................................................................................. 34

8.1 Introducción ................................................................................................................ 34

8.2 Clasificación de las obras de atraque .......................................................................... 38

8.3 Partes y elementos de una obra de atraque y amarre. .............................................. 39

8.4 Muelles ........................................................................................................................ 41

8.4.1 Tipos de muelles .................................................................................................. 41

8.4.2 Predimensionamiento del muelle de bloques .................................................... 46

8.4.3 Zonas en el muelle .............................................................................................. 47

8.4.4 Cargas en el muelle ............................................................................................. 49

8.4.5 Construcción ........................................................................................................ 62

8.5 Duques de alba ............................................................................................................ 72

8.5.1 Acciones .............................................................................................................. 74

8.5.2 Cálculos ............................................................................................................... 75

9 Estudios de agitación y resonancia ..................................................................................... 80

9.1 Agitación ...................................................................................................................... 80

9.1.1 Estudios de agitación con modelo matemático .................................................. 80





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9.1.2 Aplicación a un caso real: terminal de cemento del puerto de Conakry (Guinea)

81

10 Maniobrabilidad de buques ............................................................................................ 88

10.1 Planteamiento ............................................................................................................. 88

10.2 Análisis ......................................................................................................................... 88

10.3 Conclusiones y recomendaciones ............................................................................... 91

11 Anejos .............................................................................................................................. 93

11.1 Cuadro de buques ....................................................................................................... 93

11.2 Cálculo del manto principal con bloques especiales ................................................... 96

12 Glosario ........................................................................................................................... 98

13 Bibliografía .................................................................................................................... 102

1.1 Índice de figuras

figura 1 Puerto de Roquetas ....................................................................................................... 10

figura 2 Partes de la sección de un dique ................................................................................... 22

figura 3 Reflexión en un dique en talud ...................................................................................... 23

figura 4 Procesos de transformación de la energía incidente en un dique en talud .................. 24

figura 5 Flujo de energía en presencia de la obra ....................................................................... 24

figura 6 Area erosionada ............................................................................................................. 27

figura 7 Ejemplos de relaciones experimentales entre Nod y S ................................................... 27

figura 8 Ejemplo de cálculo del nivel de daño............................................................................. 28

figura 9 Clasificación de daños y valores de los parámetros D, Nod y S relacionados con el daño

..................................................................................................................................................... 29

figura 10 Valores de KD ................................................................................................................ 31

figura 11 Ejemplo de cálculo (Hudson, 1.974) ............................................................................ 31

figura 12 Ejemplo de cálculo (van der Meer, 1.988) ................................................................... 32

figura 13 Estación de transferencia ............................................................................................. 35

figura 14 Muelle en el Puerto de Bilbao ...................................................................................... 36

figura 15 Pantalán en Buenos Aires ............................................................................................ 36

figura 16 Pantalán flotante para instalación náutica de recreo .................................................. 36

figura 17 Pantalán deportivo en uso ........................................................................................... 36





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figura 18 Duques de alba (dolphins) en Port Townsend (Washington) ...................................... 37

figura 19 Planos de Port Townsend ............................................................................................ 37

figura 20 Monoboya para descarga de crudo ............................................................................. 38

figura 21 Clasificación de las obras de atraque y amarre ........................................................... 38

figura 22 Sección tipo de un muelle de bloques (Gonzalez Herrero & Comisión Técnica ROM,

2006) ........................................................................................................................................... 41

figura 23 Muelle de hormigón sumergido (Gonzalez Herrero & Comisión Técnica ROM, 2006) 42

figura 24 Muelle de cajones flotantes (Gonzalez Herrero & Comisión Técnica ROM, 2006) ..... 42

figura 25 Muelle de muros en “L” (Gonzalez Herrero & Comisión Técnica ROM, 2006) ............ 43

figura 26 Muelle de pantalla /1 (Gonzalez Herrero & Comisión Técnica ROM, 2006) ............... 43

figura 27 Muelle de pantalla /2 (Gonzalez Herrero & Comisión Técnica ROM, 2006) ............... 44

figura 28 Muelle de recinto de tablestacas (Gonzalez Herrero & Comisión Técnica ROM, 2006)

..................................................................................................................................................... 45

figura 29 Muelle pilotado (Gonzalez Herrero & Comisión Técnica ROM, 2006) ........................ 46

figura 30 Predimensionamiento de la terminal cementera en el puerto de Conakry (Guinea)

(Medina Villaverde, 2.012) .......................................................................................................... 46

figura 31 Diferenciacion de areas terrestres en una instalacion de atraque tipo muelle, con uso

comercial y utilizando sistemas de carga y descarga de mercancias mediante equipos de

rodadura restringida sobre carriles. Definicion de anchuras ...................................................... 48

figura 32 Planta de proyecto del muelle de cementos en el puerto de Conakry (Guinea)

(Medina Villaverde, 2.012) .......................................................................................................... 48

figura 33 Variables de estado de los agentes climaticos que general-mente se adoptan para la

definicion de las acciones que actuan sobre las obras de atraque y amarre (ver tabla 6) ......... 50

figura 34 Configuracion y valores caracteristicos de las cargas transmitidas por gruas portico

estandar o convencionales sobre carriles ................................................................................... 53

figura 35 Distribución de las cargas de operación y almacenamiento ....................................... 54

figura 36 Sección tipo del muelle ................................................................................................ 55

figura 37 Atraque lateral o de costado mediante traslacion transversal preponderante a obras

de atraque fijas continuas ........................................................................................................... 55

figura 38 Componente normal de las velocidades de aproximación del buque ......................... 58

figura 39 Replanteo del muelle de cementos del puerto de Conakry ........................................ 62

figura 40 Replanteo desde un vértice conocido ......................................................................... 63

figura 41 Sección tipo de un muelle de cajones flotantes .......................................................... 64





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figura 42 Secuencia constructiva de un muelle de cajones flotantes ......................................... 64

figura 43 Fase 1: Dragado de la zanja ......................................................................................... 65

figura 44 Fase 2: Vertido de escollera ......................................................................................... 65

figura 45 Fase 3: Enrase con grava .............................................................................................. 65

figura 46 Fase 4: Remolque del cajón ......................................................................................... 66

figura 47 Fase 5: Posicionamiento del cajón ............................................................................... 66

figura 48 Fase 6: Inundación de celdas y fondeo del cajón ........................................................ 66

figura 49 Fase 7: Relleno de celdas ............................................................................................. 67

figura 50 Fase 8: Finalización del relleno de celdas .................................................................... 67

figura 51 Fase 9: Ejecución del pedraplén .................................................................................. 67

figura 52 Fase 10: Ejecución del filtro ......................................................................................... 68

figura 53 Fase 11: Vertido y compactado del relleno ................................................................. 68

figura 54 Fase 12: Encofrado y hormigonado de la superestrcutura .......................................... 68

figura 55 Fase 13: Vertido y compactado del relleno seleccionado ........................................... 69

figura 56 Fase 14: Ejecución del pavimento ................................................................................ 69

figura 57 Fase 15: Colocación de defensas y bolardos ................................................................ 69

figura 58 Sección tipo de un muelle de bloques ......................................................................... 70

figura 59 Secuencia de la construcción de un muelle de bloques (Dizy Menéndez & Mey

Almela, 2.009) ............................................................................................................................. 71

figura 60 Colocación de los bloques (Dizy Menéndez & Mey Almela, 2.009) ............................. 71

figura 61 Guia del PIANC para el diseño de defensas ................................................................. 72

figura 62 Ejemplo de duque de alba (Ports de Balears, 2.009) ................................................... 73

figura 63 Planta del duque de alba de la figura 55 (Ports de Balears, 2.009) ............................. 74

figura 64 Algunas notaciones relativas al pilote aislado (CT_ROM, 2.006) ................................. 75

figura 65 Combinaciones de carga .............................................................................................. 77

figura 66 Procedimientos de cálculo para la carga de hundimiento .......................................... 79

figura 67 Batimetría del puerto ................................................................................................... 81

figura 68 Modelo digital del terreno 3D ...................................................................................... 81

figura 69 Resultados de agitación interior .................................................................................. 83

figura 70 Serie temporal en la bocana ........................................................................................ 83

figura 71 Serie temporal en el punto CIMAF 1 ............................................................................ 83





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figura 75 Comparación del oleaje en los puntos de control ....................................................... 85

figura 76 Espectro en la bocana .................................................................................................. 85

figura 77 Espectro en CIMAF 1 .................................................................................................... 85




figura 81 Comparación de valores de la altura de ola espectral ................................................. 87

figura 82 Coeficientes de agitación ............................................................................................. 87

figura 83 Estrategia Maniobra de Entrada .................................................................................. 89

figura 84 ROM 3.1-99 -- Zona de reviro en la boca de la dársena .............................................. 90

figura 85 Dragados recomendables ............................................................................................ 91

figura 86 Dragados recomendables comparados con la futura expansión................................. 91





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2 INTRODUCCIÓN

2.1 Aclaración

Los presentes apuntes están basados en las Recomendaciones para Obras Marítimas (R.O.M.)

de Puertos del Estado, de cuya comisión de trabajo el profesor de la asignatura forma parte, y

en experiencias obtenidas en proyectos y trabajos del autor.

Son nuevos, y se irán actualizando poco a poco durante la marcha del curso, por lo que

conviene que estés atento a las actualizaciones.

En concreto, las R.O.M. que se van a resumir en estos apuntes, son las siguientes:

ROM 0.2: Acciones en el proyecto de obras marítimas y portuarias

ROM 1.0: Criterios generales para obras y estructuras de abrigo

ROM 1.1: Diques de abrigo

ROM 2.1: Muelles

ROM 2.2: Estructuras de atraque, amarre y fondeo

ROM 3.1: Proyecto de la configuración marítima de los puertos, canales de acceso y

áreas de flotación.

ROM 3.3: Señalización, balizamiento y sistemas de control en áreas portuarias

2.2 Participantes en el programa ROM:

Los técnicos que forman parte de la comisión técnica de la ROM son, por orden alfabético de

apellidos, los siguientes:

Sergi Ametller, SENER

Manuel Arana, Puertos del Estado

José María Berenguer, BERENGUER INGENIEROS

Alfredo Carrasco, Autoridad Portuaria Bahía de Algeciras

Juan Carlos Carretero, Puertos del Estado

Beatriz Colunga, Autoridad Portuaria de Vigo

Jesús Corral, Universidad Politécnica de Cataluña

Julio de la Cueva, Autoridad Portuaria de Gijón

Mario de Miguel, Autoridad Portuaria de Gijón

Javier Escartín, PROINTEC

Francisco Esteban, FCC

Enrique de Faragó, PROES

Jorge Flores, KV CONSULTORES

Xavier Gesé, Puertos del Estado

Gonzalo Gómez Barquín, Puertos del Estado

Miguel Ángel Gómez Caldito, ALATEC

Marta Gómez Lahoz, Puertos del Estado





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Gregorio Gómez Pina, D.G. Costas. Ministerio del Medio Ambiente

José Manuel González Herrero, ACCIONA INGENIERÍA

Noelia González Patiño, DRAGADOS ACS

Juan Ignacio Grau, Puertos del Estado

Gregorio Iglesias, Universidad de Santiago de Compostela

José Ramón Iribarren, SIPORT XXI

Ana de Lope, Puertos del Estado

Luis López González, SIPORT XXI

Cristina López Arias, Autoridad Portuaria de Bilbao

Miguel Ángel Losada, Universidad de Granada

Enrique Maciñeira, Autoridad Portuaria de Coruña

María Luisa Magallanes, EGENOR

María Jesús Martín Soldevilla, Centro de Estudios Puertos y Costas

David Martinez Lorente, SENER

Josep Ramón Medina Folgado, Universidad Politécnica de Valencia

José María Medina Villaverde, NAUTILUS INGENIERÍA MARÍTIMA, Universidad Europea

de Madrid

Rafael Molina, TIPSA

Pablo Molinero, DRAGADOS ACS

José Luis Monsó de Prat, Instituto de Hidrodinámica Aplicada INHA

Javier Mora, Autoridad Portuaria de Tenerife

José Moyano, Autoridad Portuaria de Gijón

Vicente Negro, Universidad Politécnica de Madrid

Begoña Pérez Gómez, Puertos del Estado

Carlos Pérez Quintero, Puertos de Andalucía

Eloy Pita Olalla, INCREA

Ignacio Rodríguez Sánchez-Arévalo, Puertos del Estado

Antonio Marcos Ruiz Vega, Autoridad Portuaria Bahía de Cádiz

Olga Sánchez Luzón, Autoridad Portuaria de Sevilla

Carlos Sanchidrián, PROES

Francisco Javier de los Santos, Autoridad Portuaria Bahía Algeciras

Obdulio Serrano, Puertos del Estado

Antonio Soriano, INGENIERÍA DEL SUELO

Juan Carlos Suñé, Autoridad Portuaria Bahía de Algeciras

Javier Uzcanga, Autoridad Portuaria de Barcelona

José María Valdés, EPTISA

César Vidal, Universidad de Cantabria

José Luis Zatarain, Autoridad Portuaria de Santander

Coordinador general del Programa ROM: Francisco José González Portal, Puertos del Estado





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3 LA OBRA MARÍTIMA

Toda obra marítima se construye para cumplir unas determinadas funciones, permitiendo o

facilitando unas actividades económicas, repercutiendo socialmente e interfiriendo con el

medio ambiente. Esta obra debe ser fiable, funcional y operativa durante el tiempo en que

vaya a permanecer en servicio.

A lo largo de su vida, la obra pasa por diferentes estados de proyecto , estructurales, formales

y de uso y explotación dependiendo de la variabilidad temporal y espacial de los factores de

proyecto.

Por diversas razones o causas, la obra puede perder, progresivamente o de manera súbita, de

forma temporal o definitiva, parcial o totalmente sus propiedades resistentes o estructurales

(seguridad), estructurales y formales (servicio) y de uso y explotación (explotación) por

mecanismos descritos en modos de fallo y de parada operativa.

3.1 Criterios generales de proyecto.

El objetivo principal del Proyecto es definir el tramo de obra y verificar que satisface unas

determinadas funciones con la fiabilidad, la funcionalidad y la operatividad requeridas. Para

ello se establece un procedimiento general de cálculo. Éste se inicia definiendo la obra o tramo

en el tiempo y en el espacio desde el punto de vista de la seguridad, el servicio y el uso y la

explotación. Para conseguir este objetivo se definen los siguientes conceptos: carácter,

provisionalidad, fases de proyecto y su duración, método de verificación de la obra marítima y

de sus elementos y las probabilidades frente a un modo y frente al conjunto de modos de fallo

y parada.

A partir de ellos se recomiendan, entre otros, la vida útil de la obra, la probabilidad conjunta

de fallo frente a los modos de fallo principales adscritos a los estados límite últimos y de

servicio, la operatividad mínima, el número medio de paradas operativas y la duración

máxima.





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4 EL PUERTO

El puerto es, por extensión, aquel espacio destinado y orientado especialmente al flujo de

mercancías, personas, información o a dar abrigo y seguridad a aquellas embarcaciones o

naves encargadas de llevar a cabo dichas tareas. Dentro de los puertos marítimos se pueden

distinguir aquellos orientados a la carga y descarga de contenedores; de mercancías de distinto

tipo, especialmente los pesqueros; al depósito de embarcaciones de recreo (puertos

deportivos) u otros. Los puertos, asimismo, pueden clasificarse dentro de otras categorías,

como según el uso civil o militar, el calado del que dispongan: puertos de aguas profundas,

superior a los 45 pies (13,72 m), etc.

figura 1 Puerto de Roquetas

4.1 Clasificación zonal del puerto

Desde el punto de vista funcional, las obras y las instalaciones de un puerto se pueden

clasificar por su ubicación. Así, se distinguen cuatro zonas diferentes:

La zona marítima destinada al barco, en la que se disponen las obras de abrigo que

protegen la zona de atraques del oleaje exterior, constituidas fundamentalmente por

los diques; las obras de acceso que facilitan el acceso del barco al puerto en

condiciones de seguridad, garantizando su maniobrabilidad, anchura y calado

adecuados. Entre ellas están la señalización (radar, faros, balizas, radiofaros, boyas,

etcétera), los diques de encauzamiento, canales dragados, esclusas; los espacios de

fondeo (radas) con la función de mantener el barco en aguas tranquilas, sin obstruir el

tráfico, a la espera de su turno de atraque en los muelles; y las dársenas que

constituyen la superficie de aguas abrigadas aptas para la permanencia y operación de

los barcos (de marea o de flotación, según estén o no sometidas a la acción de las

mareas).

La zona terrestre, destinada fundamentalmente a la mercancía, incluye la superficie de

operación terrestre constituida por los muelles, que además de facilitar el atraque y





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amarre de los barcos, sirven de soporte al utillaje y de acopio provisional de

mercancías; y los depósitos que además de adecuar un espacio a las mercancías, sirven

de regulación de los flujos marítimo-terrestres.

La zona de evacuación, destinada al transporte terrestre, en la que se debe diferenciar

las vías de acceso al puerto desde la red de carreteras general, las de circunvalación o

reparto y las de penetración a la zona de operación terrestre, con sus áreas de

maniobra y estacionamiento.

Ocasionalmente puede ubicarse en los puertos una zona de asentamiento de

industrias básicas: siderurgias, astilleros, petroquímicas, refinerías, etc. En algunos

casos ha sido necesario crear puertos exclusivamente para su servicio, como el caso

del puerto exterior de Huelva, orientado a la industria petroquímica.

4.2 Servicios prestados

El conjunto de servicios que presta un puerto se pueden clasificar en función del ámbito al que

van destinados.

4.2.1 Servicios al barco

Entre los servicios al barco se incluyen: la consigna, el practicaje, el remolque, el

avituallamiento, la carga de combustible, la descarga de residuos del lavado de tanques, la

recogida de basuras, las reparaciones y mantenimiento, etc.

4.2.2 Servicios a la mercancía

Para los servicios a la mercancía se incluyen: la consigna, la estiba, la aduana, la sanidad, la

vigilancia, los servicios comerciales de los transitarios, consignatarios y otros agentes.

4.2.3 Servicios al transporte terrestre

Los servicios al transporte terrestre son los de representación, actividades de transbordo y

manipulación de mercancías.

4.2.4 Otros servicios

Para terminar, el apartado de servicios varios, entre los que se encuentran los seguros, los

bancarios, los mercantiles, los de comunicación, etc.

4.3 Tipos especiales de puerto

4.3.1 Puerto deportivo

Los puertos deportivos son aquellos especialmente dirigidos a abrigar durante estancias más o

menos prolongadas o servir de base a las embarcaciones de recreo, que por su uso irregular

deben pasar estancias prolongadas en zona de amarre o en dique seco.

Por las necesidades a cubrir de estos puertos, suelen presentar características diferenciadas

respecto a los puertos mercantes o tradicionales como zona de varadero, dique seco,





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atarazanas1 o la existencia de restaurantes, tiendas y otros servicios enfocados a una clientela

de cierto poder adquisitivo.

4.3.2 Astillero naval

Los puertos o partes de los puertos que se encargan especialmente de la construcción o

reparación de buques son los astilleros con instalaciones particulares de este tipo. Suelen ser

representativos de los astilleros la existencia de grandes grúas, diques secos o diversas zonas

de botadura para buques de distinto tamaño.

4.3.3 Puerto pesquero

Aquellos encargados del manejo de mercancías perecederas y especialmente los destinados a

la descarga del pescado, los puertos pesqueros, contienen en sus instalaciones edificios

orientados a la compraventa de estas mercancías, las lonjas2. Estos puertos, al ser lugar de

origen para la entrada en el mercado de estos productos deben dotarse de la infraestructura

logística y mercantil para distribuirlos a las zonas de consumo.

4.4 El área portuaria

Por lo general, un área portuaria se proyecta para facilitar las operaciones portuarias y

logísticas relacionadas con el transporte marítimo y su interconexión con otros modos de

transporte y con la gestión integral del barco, incluyendo las operaciones relacionadas con la

actividad náutica-deportiva, industrial y militar.

Un área portuaria tiene, entre otras, las siguientes infraestructuras relacionadas con:

la seguridad y el uso y la explotación del buque: superficie de agua abrigada mínima

requerida, metros lineales de atraque y, en su caso, área de fondeo y otras áreas

particulares, p.ej. varaderos, etc.,

el control de las oscilaciones del mar: diques de abrigo y estructuras marítimas,

el uso y la explotación terrestre del área: superficie de tierra mínima, especificando

superficies de operación, estacionamiento y almacenamiento, y los movimientos de

tráfico y mercancías previstos, incluyendo los sistemas de manipulación,

la accesibilidad de los modos de transporte terrestre (tráfico viario y ferroviario).

En el primer grupo de infraestructuras se pueden diferenciar las siguientes subáreas: el canal

de acceso, la bocana, la zona de maniobra y fondeo en su caso, las zonas de atraque y amarre,

tales como muelles, pantalanes, etc. Sus dimensiones dependen, entre otros, de los caracteres

general y operativo del área, de las características y frecuencia de escala de la flota de buques

de proyecto, de los niveles de calidad del servicio considerados como admisibles y de las

1 Un astillero o atarazana es el lugar donde se construyen y reparan buques. Puede tratarse de yates, buques militares, barcos comerciales y otro tipo de barcos para transporte de mercancías o de pasajeros. 2 Una lonja es un lugar de reunión de los comerciantes. Por el contrario, el término mercado suele asociarse más a la venta al por menor, aunque también existen mercados centrales donde se suele realizar la distribución alimentaria de una ciudad completa, en una acepción sinónima de lonja.





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condiciones climáticas locales. Por lo general, será el oleaje el condicionante climático

predominante, pero, en algunos casos, podrá haber otros condicionantes locales.





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5 BARCOS DE CÁLCULO

Es difícil conocer a priori las características de los buques a los que las instalaciones en estudio

han de dar servicio. Es por eso que el PIANC decidió en su día crear una base de datos de

características de los buques de cálculo. Si no se conocen datos reales del buque, es común

recurrir a esta información.

Las tablas siguientes recogen estos datos, publicados en (WG 33, 2.002).





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tabla 1 Tamaño del buque de cálculo /1





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6 OBRAS DE ABRIGO

6.1 Introducción

En el ámbito marítimo un área abrigada es una superficie de agua y tierra a resguardo de las

acciones de las dinámicas atmosférica y marina. Dependiendo del nivel de protección y de las

características de las instalaciones se pueden distinguir dos tipos de área abrigada: portuaria y

litoral. La primera de ellas se dedica principalmente a la actividad portuaria, mientras que la

segunda es específica del uso y gestión del litoral como borde tierra-mar.

El objetivo del Proyecto de un área abrigada es conseguir que ésta responda a los criterios de

optimización funcional, económica y ambiental tanto de las obras necesarias como de su uso y

explotación, y que en su conjunto, tramos y elementos satisfagan los requisitos de fiabilidad,

aptitud para el servicio o funcionalidad3 y operatividad exigidos en cada una de las fases de

proyecto, de aquí en adelante denominados requisitos de proyecto.

6.2 Proyecto de un dique de abrigo

Para controlar las oscilaciones del mar, en particular el oleaje, puede ser necesaria la

construcción de obras marítimas de abrigo, o diques de abrigo, cuya presencia interfiere con

aquéllas.

La superposición de las oscilaciones incidentes, y las generadas y transformadas por la

presencia de la obra, constituye el conjunto de oscilaciones que afecta al área abrigada y

condiciona sus niveles de uso y explotación, seguridad y servicio.

El proyecto de un área abrigada y de las obras de abrigo necesarias deberá ser el resultado de,

al menos, la siguiente secuencia de actividades:

1) Especificar los criterios generales definiendo la finalidad de la obra, los condicionantes

funcionales, los plazos temporales y unidades espaciales (tramos) de la obra y, en cada

fase de proyecto, el carácter general y el carácter operativo de la obra y de cada uno de

sus tramos, así como los requisitos de proyecto.

2) Describir y caracterizar en el emplazamiento el área abrigada.

3) Describir y caracterizar los factores de proyecto en el emplazamiento que definen la

geometría, el medio físico, el terreno y los materiales, identificando y valorando los

agentes y acciones y sus escalas temporales y espaciales, especificando, en su caso, los

años meteorológicos y los ciclos de solicitación y operatividad.

A partir de ellas se recomienda:

1. Realizar los Estudios Previos con el objetivo de definir diferentes alternativas para las

disposiciones en planta del área abrigada y para la tipología de los diques de abrigo en

función tanto de los requerimientos del uso y explotación como de los condicionantes del

3 En la ROM 0.0, la probabilidad de no incurrir en modos de fallo adscritos a los estados límite de servicio se denomina funcionalidad.





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terreno, morfológicos, climáticos, medioambientales, de los materiales y los métodos

constructivos, de conservación y mantenimiento existentes localmente y la aptitud de

desmantelamiento.

2. Predimensionar en planta y alzado la obra y determinar sus escalas espaciales (tramos).

3. Estudiar el comportamiento hidrodinámico, geotécnico, estructural y constructivo de la

obra y de sus tramos frente a los factores de proyecto, así como su interacción con el

entorno litoral, identificando los modos de fallo frente a la seguridad y el servicio, y los

modos de parada frente al uso y la explotación.

4. Verificar que en el conjunto de la obra, sus tramos y elementos se cumplen los requisitos

de proyecto en cada una de las fases para todos los modos de fallo y parada.

5. Optimizar funcional, económica y ambientalmente el área abrigada y los diques de abrigo

teniendo en cuenta tanto los costes de primera construcción como los de conservación y,

eventualmente, reparación en la vida útil y de desmantelamiento, seleccionando

alternativas.

6.3 Implantación de diques de abrigo

Cuando a causa de las dinámicas atmosférica y marina no se satisfagan los requisitos de

proyecto en el área o en alguna de sus infraestructuras, se recomienda considerar la

implantación de uno o más diques de abrigo.

6.3.1 Criterios generales

Para el dique en su conjunto y para cada uno de sus tramos, el promotor deberá definir:

1) la temporalidad de la obra y la previsión de entrada en servicio de los diferentes

elementos que la componen,

2) el carácter operativo y el carácter general, y en función de ellos,

3) la duración de cada una de las fases de proyecto,

4) los requisitos de fiabilidad y funcionalidad en cada una de ellas,

5) el nivel de operatividad, el número medio de paradas operativas y la duración máxima

de una parada operativa en el intervalo de tiempo y, en su caso,

6) el plan de desmantelamiento y de restauración de la ribera del mar y su entorno

ambiental.

En los casos en los que el promotor de la obra no haya definido algunos o ninguno de los

criterios generales indicados en el apartado anterior, o cuando el carácter general y el

operativo propuestos sean injustificadamente diferentes de los habituales en este tipo de

obras, el proyectista determinará para cada tramo de la obra el carácter general y el operativo,

y en función de ellos los restantes requisitos de proyecto.

6.3.2 Intervalo de tiempo para el análisis operativo

El promotor definirá los intervalos de tiempo para la verificación de los requisitos de

seguridad, el servicio y el uso y la explotación, de la obra y de sus tramos en función, entre

otros, de los estudios del rendimiento económico y operativo. Por lo general, la unidad de

intervalo de tiempo para la verificación será el año y la vida útil se especificará en años.





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6.3.3 Verificación de los requisitos de proyecto

Un proyecto de obra de nueva construcción deberá verificar los requisitos estructurales,

formales y de uso y explotación, los ambientales y los legales. Esta verificación se realizará

teniendo en cuenta el comportamiento e interacción de los diques de abrigo con los agentes

predominantes.

6.3.4 Seguridad, servicio y uso y explotación

Se verificarán estos requisitos, al menos, en condiciones de trabajo normales y extremas, y en

su caso en condiciones de trabajo excepcionales.

6.3.5 Requisitos ambientales

Los requerimientos ambientales de las obras marítimas y de los diques de abrigo se recogen en

la normativa ambiental de aplicación y con carácter específico en la ROM 5.0. Los

requerimientos relacionados con la calidad de las aguas y la morfodinámica litoral se ajustarán

a lo especificado en las ROM 5.1 y 5.2 respectivamente.

6.3.6 Requisitos legales específicos

Dependiendo de la localización del área abrigada y del entorno administrativo habrá

requerimientos legales específicos que serán de obligado cumplimiento y por tanto deben

incluirse entre los condicionantes de proyecto y considerarse en cada una de las fases del

mismo.





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7 DIQUES DE ABRIGO

7.1 Partes del dique

Independientemente de su tipo, la sección transversal de un dique de abrigo se puede

describir considerando las siguientes partes (ver figura 2):

Cimentación, que determina la forma en que la estructura transmite los esfuerzos al

terreno.

Cuerpo central, que controla la transformación del flujo de energía del oleaje incidente

y transmite a la cimentación la resultante de las acciones.

Superestructura, que controla el rebase sobre la coronación y, en su caso, ofrece un

camino de rodadura.

figura 2 Partes de la sección de un dique

7.2 Interacción respecto al oleaje

Según sean la geometría y la disposición de los elementos que conforman la sección de un

dique de abrigo, se pueden potenciar unos procesos de transformación del movimiento

oscilatorio frente a otros. En los subapartados siguientes se analizan brevemente estos

procesos y su dependencia de los elementos tipológicos.

7.2.1 Reflexión

Siempre que haya un cambio brusco de las propiedades geométricas del medio en el que se

propaga el tren de ondas con el resultado de la modificación de la celeridad de fase del tren y,

en consecuencia, del número de onda y de la dirección de propagación, se produce reflexión

de la energía oscilatoria.





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Así, los cambios bruscos de la profundidad de agua en una berma de pie o de las características

hidráulicas del núcleo en un dique de escollera, o la presencia de una pared impermeable de

un dique vertical, entre otros, provocan la reflexión hacia el mar de cierta parte de la energía

incidente.

Análogamente, cuando el tren de ondas se transmite a través del dique, lo abandona o se

propaga por un canal de navegación, se refleja parte de la energía propagante tanto en la

sección aguas arriba como en la sección aguas abajo.

En general, en los diques de abrigo la reflexión no ocurre en un punto o superficie fija sino que

hay numerosas contribuciones que ocurren simultáneamente durante el proceso de la

propagación.

figura 3 Reflexión en un dique en talud

7.2.2 Transmisión

La transmisión de la energía oscilatoria a sotamar del dique se puede producir por rebase de

su coronación, propagación a través del cuerpo central, como es el caso de los diques

granulares, y por el terreno y cimentación cuando éstos sean permeables.

En el primer caso, la magnitud de la energía transmitida depende de la relación entre la altura

de la coronación o francobordo, Fc, y la altura de la lámina de agua que alcanza la coronación

(ésta se puede expresar en términos de la altura de ola a pie de dique y en presencia de él H*),

es decir, del francobordo relativo, Fc / H.

En el segundo caso la magnitud de la energía transmitida, bien a través del cuerpo del dique

bien por la cimentación y el terreno, depende de sus propiedades hidráulicas y de la anchura o

longitud de propagación B, expresada en función de la longitud de onda o su equivalente el

número de onda, kB ó B/L.

7.2.3 Disipación

La disipación de la energía oscilatoria se produce principalmente por dos mecanismos, la

rotura y la fricción por los contornos (superficie y fondo) e interior del medio por el que se

propaga. El mecanismo más eficaz de disipación es la rotura de la ola en decrestamiento y en

voluta, por el que se puede conseguir que se disipe más del 90% de la energía incidente. Por

otro lado, las roturas de ola en colapso y en oscilación son menos eficientes y, en general, no





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disipan más del 60% de la energía. El destino de la energía remanente es la reflexión, la

disipación interna por fricción o la transmisión a sotamar, como muestra la figura 4.

figura 4 Procesos de transformación de la energía incidente en un dique en talud

figura 5 Flujo de energía en presencia de la obra

Aunque no es la única manera posible, la rotura de la ola se produce por el incremento del

peralte al propagarse por un talud. El tipo de rotura que se produce en el talud se puede

identificar a través del número de Iribarren, que se define como el cociente de la pendiente del

talud y el peralte (pendiente) de la ola sobre el talud,

( )

√

[1]

7.2.4 Altura de ola a pie de dique y en presencia de él

Con amplia generalidad, se puede admitir que la presencia del dique provoca la reflexión de

una parte de la energía del tren de ondas de altura HI y periodo Tz.

A pie de dique, debido a la interferencia de los trenes incidente y reflejado, el movimiento

oscilatorio es parcialmente estacionario. En teoría lineal, el periodo del tren incidente,

reflejado y parcialmente estacionario es el mismo, es decir Tz, sin embargo, la altura de ola H*

de éste depende de la geometría del frente del dique y del desfase entre ambos trenes.





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H* es una altura de ola a pie de dique y en presencia de él. En general, esta altura de ola se

puede expresar por

[2]

donde μ es un coeficiente4 que cuantifica la magnitud de la interferencia lineal de los trenes

incidente y reflejado.

7.3 Diques en talud

7.3.1 Partes de un dique en talud

7.3.2 Modos de fallo del dique en talud

7.3.3 Definición del nivel de daño

El daño a las capas del manto principal se caracteriza tanto por:

o contaje del número de unidades desplazadas o

o medición del perfil de superficie erosionada del manto.

En ambos casos el daño se relaciona con un estado específico de la mar durante el tiempo

especificado.

El método de recuento se basa en una clasificación de los movimientos de los bloques del

manto, por ejemplo:

• No hay movimiento.

• Las unidades individuales oscilan.

• Las unidades individuales son desplazadas de su posición original una distancia mínima

determinada, por ejemplo Dn o ha (longitud o altura de la unidad)

Los desplazamientos pueden ser en términos de unidades expulsadas del manto o de unidades

que deslizan a lo largo de la pendiente para llenar un vacío. En caso de pendientes

pronunciadas, los desplazamientos también podrían ser consecuencia del deslizamiento del

manto debido a la compactación o pérdida de apoyo.

El daño en términos de unidades desplazadas se da generalmente como:

• el desplazamiento relativo, D, definido como la proporción de unidades desplazadas

con relación al número total de unidades, o preferiblemente,

• al número de unidades dentro de una zona específica en torno al nivel medio del mar.

La razón para limitar el daño a una zona específica es que, de no hacerlo así, sería difícil

comparar diversas estructuras porque el daño estaría relacionado con totales diferentes para

cada una de ellas.

4 El valor de μ no sólo depende de la tipología, sino también del tramo y de la disposición en planta de la obra y el entorno





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Debido a que prácticamente todos los movimientos de los bloques del manto tienen lugar

dentro de los niveles ± Hs alrededor del nivel medio del mar, el número de unidades dentro de

esta zona se utiliza a veces como el número de referencia.

Sin embargo, debido a este número cambia con Hs, se recomienda especificar un valor de Hs

correspondiente a un nivel de daño determinado, según lo propuesto por (Burcharth, H. F. &

Liu, Z., 1.992) o utilizar el número de unidades dentro de los niveles de NMM ± n Dn, donde n

es elegido de tal manera que casi todos los movimientos tienen lugar dentro de estos niveles.

Por ejemplo, para dolos se utiliza n = 6.

7.3.3.1.1.1 Nod

El daño, D, puede estar relacionado con cualquier definición de los movimientos. El número

relativo de las unidades que se mueven también puede estar relacionado con el número total

de unidades dentro de una franja vertical de anchura Dn que se extiende desde el fondo hasta

la parte superior del manto. Para esta definición de desplazamiento,(van der Meer, 1988)

utilizó el término para Nod unidades desplazadas fuera del manto y Nor para las unidades que

se mueven. La desventaja de Nod y Nor es la dependencia de la longitud del manto.

7.3.3.1.1.2 Ae

La caracterización de daño basada en el área Ae de la sección transversal erosionada en torno

al nivel medio fue utilizada por (Iribarren, 1.938) y (Hudson, 1.958).

Hudson define D como la erosión en tanto por ciento del volumen original.

Iribarren define el límite de daño grave el que se produzca cuando la profundidad de la erosión

en la capa principal de protección alcanza el valor (el ancho de la capa) Dn.

(Broderick, 1.983) define un parámetro de daño adimensional para la escollera y el manto

como:

[3]

que es independiente de la longitud del manto y tiene en cuenta los acuerdos verticales, pero

no los asentamientos y deslizamientos paralelos al manto.

S puede ser interpretado como el número de cuadrados de lado Dn50 que encajan en el área

erosionada, o como el número de cubos con lado igual a Dn50 dentro de un ancho de banda

Dn50 del manto.

El parámetro daño S es menos adecuado en el caso de mantos de bloques complejos como

dolos y tetrápodos, debido a la dificultad de definir el perfil de la superficie.

Una visión general de los parámetros de daño se da en la tabla 5.

Si no se tienen en cuenta los asentamientos la siguiente relación entre Nod y S es válida:

( ) [4]





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donde p es la porosidad del manto y G es un factor que depende de su gradación.

La gama de p es de aproximadamente 0.4 a 0.6 con los valores más bajos en la roca y el mayor

con dolos. G = 1 para mantos de bloques de hormigón uni-talla y 1.2 a 1.6 para mantos de

piedra. Se ve que Nod es aproximadamente igual a S / 2. Por desgracia la ecuación [4] no es

aplicable en general porque la experiencia muestra que la relación depende del talud del

manto. La figura 7 muestra ejemplos de las relaciones entre los Nod y S determinados a partir

de ensayos con modelo.

figura 6 Area erosionada

figura 7 Ejemplos de relaciones experimentales entre Nod y S





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tabla 5 Definición del daño relativo (Coastal Engineering Manual)

figura 8 Ejemplo de cálculo del nivel de daño





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figura 9 Clasificación de daños y valores de los parámetros D, Nod y S relacionados con el daño

7.3.4 Cálculo del dique en talud

Determinado el nivel de daño que se admite, establecido en el apartado 7.3.3, se procede al

cálculo del dique.





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El cálculo de un dique en talud se realiza generalmente “desde fuera hacia dentro”. Como tal

se entiende que, básicamente, se deberían dar los pasos siguientes:

Determinación de la altura de ola de cálculo al pie del dique, Hd

Dimensionamiento del manto principal

Dimensionamiento de la(s) capa(s) de filtro

o A efectos de estimar el número de capas de filtro, se ha de tener en cuenta

que se ha de cumplir la condición de filtro para las capas contiguas, y que el

núcleo se suele construir con rechazo de cantera, cuyo peso se encuentra

entre 10 y 100 Kg

Dimensionamiento del espaldón

o Deslizamiento y vuelco

o Limitación del rebase

7.3.4.1 Cálculo del manto principal

Se realiza mediante formulaciones empíricas. Aquí se indicarán únicamente las formulaciones

para escollera, bloques paralelepipédicos de hormigón o tetrápodos. Para otro tipo de bloques

(acrópodos, Xbbloc, etc) han de obtenerse los parámetros de cálculo en los sitios web de las

empresas que los comercializan.

7.3.4.1.1 Diques de escollera no rebasables (Hudson, 1.974)

El manto principal debe constar de dos capas.

La formulación de Hudson es:

( )

( )

[5]

En la ecuación anterior son:

Los valores del coeficiente de Hudson, KD, son:





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figura 10 Valores de KD

figura 11 Ejemplo de cálculo (Hudson, 1.974)





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7.3.4.1.2 Diques de escollera no rebasables (van der Meer, 1988)

El manto principal debe tener dos capas.

( )

[1]

Con:

figura 12 Ejemplo de cálculo (van der Meer J. , 1.988)

7.3.4.1.3 Bloques paralelepipédicos de hormigón (van der Meer J. W., 1.988b)

El manto principal debe ir provisto de dos capas.

La formulación correspondiente es la siguiente:

(

)

[1]





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Se dispone de los valores medios de Ns y sus correspondientes valores de KD, según (Brorsen,

Burcharth, & Larsen, 1.974), para un manto principal de cubos de hormigón, colocados

aleatoriamente, en taludes y oleaje no limitado por el fondo:

tabla 6 Nivel de daño (Brorsen, Burcharth, & Larsen, 1.974)

7.3.4.1.4 Tetrápodos (van der Meer J. W., 1.988b)

El manto principal, de tetrápodos de hormigón, debe ser construido en dos capas. En este

caso, la formulación es la siguiente:

(

)

[1]

Las variables tienen los mismos significados anteriores. En este caso, el rango de valided de la

formulación, en función del parámetro de Iribarren, es .

7.3.5 Proceso de construcción de un dique en talud

7.4 Diques verticales





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8 OBRAS DE ATRAQUE

8.1 Introducción

El objetivo fundamental de una obra de atraque y amarre es proporcionar a los buques unas

condiciones adecuadas y seguras para su permanencia en puerto y/o para que puedan

desarrollarse las operaciones portuarias necesarias para las actividades de carga, estiba,

desestiba, descarga y transbordo de pasajeros, vehículos y mercancías que permitan su

transferencia entre buques o entre éstos y tierra u otros medios de transporte.

Las obras de atraque y amarre pueden clasificarse en:

- Muelles

- Pantalanes

- Duques de alba

- Boyas, campos de boyas y monoboyas

- Soluciones mixtas

- Estaciones de transferencia a flote

Las figuras siguientes muestran ejemplos de lo indicado.

Los muelles se definen como estructuras de atraque y amarre fijas que con-forman una línea

de atraque continua, que en general excede en longitud al buque amarrado, y que están

conectadas con tierra total o parcialmente mediante rellenos a lo largo de la parte posterior de

las mismas, dando lugar a la creación de explanadas traseras adosadas.

Los pantalanes se definen como estructuras de atraque y amarre, fijas o flotantes, que pueden

conformar líneas de atraque tanto continuas como discontinuas, atracables a uno o a ambos

lados. El principal elemento diferencial respecto de los muelles es que no disponen de rellenos

adosados y, por tanto, no dan lugar a la creación de ex-planadas. Pueden estar conectados o

no a tierra. En el primer caso la conexión suele realizarse bien por prolongación de la misma

estructura o mediante pasarelas o puentes.

En general, los pantalanes que conforman líneas de atraque discontinuas suelen responder a

soluciones mixtas, al estar constituidos o complementarse con varios duques de alba de

atraque y/o de amarre, plataformas auxiliares generalmente no atracables y boyas de amarre.

Los Duques de Alba son estructuras exentas y separadas de la costa que se utilizan como

puntos de atraque, de amarre, de ayuda a las maniobras de atraque, así como de varias de

estas tres funciones simultáneamente. Se pueden disponer aislados o formado parte de

pantalanes discontinuos de solución mixta, bien delante o complementando a plataformas

auxiliares no atracables, bien formando una única línea de atraque y amarre.

Las boyas son estructuras de amarre flotantes, cuya posibilidad de movimientos se encuentra

limitada por una cadena amarrada a un ancla, a un muerto o a ambas cosas, los cuales

suponen un punto fijo en el fondo. Una boya de amarre se denomina monoboya cuando





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adicionalmente permite la carga y descarga de graneles al estar conectada a tierra a través de

una conducción submarina. En este caso la boya suele estar amarrada mediante varias cadenas

con objeto de limitar al máximo sus movimientos horizontales.

Se denominan campos de boyas las disposiciones que posibilitan el amarre de un buque

simultáneamente a varias boyas con el objeto de limitar los movimientos del buque amarrado.

Las estaciones de transferencia consisten en un buque silo dotado de medios de descarga que

permite el atraque a ambos costados del mismo tanto de buques feeder o barcazas como de

buques oceánicos. Este tipo de instalación supone una alternativa barata a instalaciones de

transbordo en tierra, ya que puede funcionar en zonas poco abrigadas.

figura 13 Estación de transferencia





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figura 14 Muelle en el Puerto de Bilbao

figura 15 Pantalán en Buenos Aires

figura 16 Pantalán flotante para instalación náutica de recreo

figura 17 Pantalán deportivo en uso





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figura 18 Duques de alba (dolphins) en Port Townsend (Washington)

figura 19 Planos de Port Townsend





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figura 20 Monoboya para descarga de crudo

8.2 Clasificación de las obras de atraque

Las obras de atraque y amarre que permiten la carga y descarga de mercancías y el embarque

o desembarque de pasajeros, se clasifican en función del tipo de mercancía o pasajero que en

ellas se embarca, desembarca o manipula en diversos grupos, según muestra la figura 21.

figura 21 Clasificación de las obras de atraque y amarre

Tipo de mercancía

Uso

Obras de atraque y amarre

Comercial

Graneles sólidos

Graneles líquidos

Petróleo

Otros graneles

Mercancía general

Pasajeros

Contenedores

Ro-ro

Pesquero

Deportivo

Militar

Industrial





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La tabla 7 indica las configuraciones de atraque más recomendables en función del tráfico de

mercancías esperado.

tabla 7 Tipo de atraque recomendado según el tipo de mercancía

8.3 Partes y elementos de una obra de atraque y amarre.

Las obras de atraque y amarre pueden dividirse en elementos o partes a los efectos de

sistematizar su clasificación tipológica y establecer elementos de comparación entre tipologías,

así como facilitar los procesos de dimensionamiento y de verificación de la seguridad, la

funcionalidad y la operatividad de las mismas. Con carácter general podrán definirse las

siguientes partes:





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− Cimentación: Es la parte de la obra encargada de transmitir al terreno las cargas de la

estructura.

− Estructura: Es el elemento o conjunto de elementos cuya misión fundamental es

conservar la forma de la misma haciendo frente a las acciones actuantes y

transmitiéndolas a la cimentación.

− Superestructura: Es el elemento destinado, en su caso, a solidarizar por la parte

superior al conjunto de tramos estructurales y a ofrecer una línea de atraque continua,

así como a permitir la transmisión y el reparto de las acciones de uso y explotación

sobre la estructura resistente. Por otra parte, permite también corregir los defectos

constructivos de alineación y desnivel entre tramos estructurales.

− Relleno: Es el material de préstamo que se coloca en el trasdós de la estructura para

crear una explanada adyacente.

− Elementos de uso y explotación: son aquellos elementos auxiliares cuya función es

posibilitar el uso y explotación de la obra de atraque y amarre de acuerdo con los

requerimientos operativos exigidos: Los más importantes son los siguientes:

o Vigas carriles: son aquellos elementos estructurales sobre las que discurren los

equipos de manipulación de movilidad restringida, cuando no forman parte

directa de la estructura o superestructura de la obra de atraque.

o Defensas: son elementos flexibles situados generalmente en la

superestructura que absorben por deformación parte o la casi totalidad de la

energía cinética que se desarrolla durante el atraque, limitando los esfuerzos

transmitidos tanto a la obra como al casco del buque. A su vez, el sistema de

defensas, en combinación con el sistema de amarre sometido a tensión, puede

utilizarse para disminuir los movimientos del buque atracado.

o Puntos de amarre: son elementos situados sobre la superestructura (bolardos,

bitas y ganchos) que permiten configurar el sistema de amarre del buque

atracado, cuya función principal es limitar los movimientos del buque

producidos por los agentes del medio físico y por algunos agentes operativos

durante su permanencia en el atraque, transmitiendo los esfuerzos que se

producen a la estructura resistente.

o Rampa ro-ro: es un plano inclinado fijo o móvil cuya función principal es

permitir la carga/descarga de los buques por medios rodantes, limitando las

pendientes entre el buque y el muelle a valores admisibles.

o Galerías/Canaletas: Son aligeramientos cerrados/abiertos que se disponen en

la superestructura para acoger las redes técnicas: abastecimiento de agua,

electricidad, alumbrado, contraincendios, comunicaciones, etc.

o Pavimento: Capa superior del firme o estructura resistente dispuesta sobre la

ex-planada para soportar el paso de vehículos y equipos de manipulación de

mercancías.





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8.4 Muelles

8.4.1 Tipos de muelles

Existe una amplia tipología de muelles. Entre los más comunes, se encuentran:

De bloques

De hormigón sumergido

Pilotados

De tablestacas

De muros en “L”

De pantalla

De cajones flotantes

Las figuras siguientes muestran diferentes secciones tipo.

figura 22 Sección tipo de un muelle de bloques (Gonzalez Herrero & Comisión Técnica ROM,

2006)





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figura 23 Muelle de hormigón sumergido (Gonzalez Herrero & Comisión Técnica ROM, 2006)

figura 24 Muelle de cajones flotantes (Gonzalez Herrero & Comisión Técnica ROM, 2006)





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figura 25 Muelle de muros en “L” (Gonzalez Herrero & Comisión Técnica ROM, 2006)

figura 26 Muelle de pantalla /1 (Gonzalez Herrero & Comisión Técnica ROM, 2006)





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figura 27 Muelle de pantalla /2 (Gonzalez Herrero & Comisión Técnica ROM, 2006)





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figura 28 Muelle de recinto de tablestacas (Gonzalez Herrero & Comisión Técnica ROM, 2006)





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figura 29 Muelle pilotado (Gonzalez Herrero & Comisión Técnica ROM, 2006)

8.4.2 Predimensionamiento del muelle de bloques

Antes de comenzar el cálculo del muelle se ha de realizar un predimensionamiento del mismo,

sin perjuicio que el cálculo conduzca después a su optimización.

figura 30 Predimensionamiento de la terminal cementera en el puerto de Conakry (Guinea)

(Medina Villaverde, 2.012)

La figura 30 muestra una sección tipo de esta obra de atraque. La geometría de la sección

puede ser muy variada, pero en general puede asimilarse a formas rectangulares o

trapezoidales en las que la base es del orden del 50 al 80 % de la altura.





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Para bloques intermedios, apoyados en otro bloque inferior, la relación base/altura anterior

suele estar alrededor del 50% por razones de estabilidad. La anchura de coronación depende

de la altura de la superestructura y de los elementos auxiliares a disponer sobre ella; los

valores más usuales oscilan entre 1 y 4 m.

Debido a que la defensa (no dibujada en la figura 30) aleja el casco del buque del paramento

del muelle, es posible sacar en la base un pequeño tacón hacia el mar, de forma que se facilite

la estabilidad frente al vuelco. Este avance es del orden de 0.50 m a 1.0 m.

8.4.3 Zonas en el muelle

Para configuraciones físicas de la instalación de atraque tipo muelle, con uso comercial y

utilizando sistemas de carga y descarga de mercancías, o de embarque y desembarque de

pasajeros, mediante equipos de rodadura restringida sobre carriles:

a) La distancia entre la línea de atraque y, en su caso, el eje de rodadura del lado de mar

de la grúa, del sistema de carga/descarga del buque o de embarque o desembarque de

pasajeros considerado no será menor de 2.5 m con el objeto de que puedan

disponerse en esta zona los necesarios elementos del sistema de amarre y otros

elementos auxiliares del buque (bolardos, etc.), así como los servicios.

b) El espacio ocupado por el área de rodadura de los equipos de carga / descarga o los de

embarque y desembarque de pasajeros y normalmente por los carriles de circulación

necesarios para la transferencia de la mercancía a (o desde) el buque a los medios de

transporte terrestre de acuerdo con la operativa establecida o su depósito provisional,

así como para las operaciones auxiliares del buque en el atraque. En general, esta

distancia oscilará entre 10 m (2 vías de circulación) y 35 m (6 vías de circulación) si se

utilizan para la interconexión entre las áreas de operación y almacenamiento unidades

tráctor-semirremolque o sistemas multiplataforma. En el caso que se utilicen para

dicha interconexión carretillas puente, pórtico o lanzadera (straddle carrier y shuttle

carrier) las citadas distancias oscilarán entre 15 m (2 vías de circulación y 39 m (6 vías

de circulación). Para tráfico de pasajeros la distancia mínima podrá reducirse a 7.5 m

(1 vía).

c) Una zona entre el área de rodadura de los equipos de carga /descarga y el límite del

área de almacenamiento, cuya anchura variará entre un mínimo de 10 m y unos 32.5

metros, dependiendo del alcance lado tierra de las grúas y del espacio que se reserve

para funciones auxiliares como el depósito de las tapas de las bodegas del buque, etc,

así como, en su caso, para las operaciones de transferencia de carga. En el caso de que

se utilicen grúas pórtico de contenedores no convencionales como las de perfil bajo,

esta distancia puede superar 100 m. Para tráfico de pasajeros la distancia mínima

puede reducirse a 2.5 m.





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figura 31 Diferenciacion de areas terrestres en una instalacion de atraque tipo muelle, con uso

comercial y utilizando sistemas de carga y descarga de mercancias mediante equipos de

rodadura restringida sobre carriles. Definicion de anchuras

figura 32 Planta de proyecto del muelle de cementos en el puerto de Conakry (Guinea)

(Medina Villaverde, 2.012)





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8.4.4 Cargas en el muelle

Los agentes capaces de provocar acciones significativas en las obras de atraque y amarre son

los siguientes:

- Gravitatorio

- Del medio físico

- Del terreno

- De uso y explotación

- De los materiales

- Del proceso constructivo

8.4.4.1 Agente gravitatorio

El agente gravitatorio está asociado a la existencia de la gravedad terrestre (g), pudiendo, en

general, distinguirse dos tipos de acciones:

- Peso propio: carga producida por los pesos de los diferentes elementos estructurales.

- Pesos muertos: pesos de los elementos no resistentes en sentido estructural, pero

soportados o incluidos en la obra, tales como elementos constructivos, pavimentos,

defensas, instalaciones fijas, lastres, rellenos, adherencias marinas, etc.

En cada estado, las acciones gravitatorias se considerarán de carácter permanente. Es usual

que para las obras de atraque y amarre se exija que estos factores tengan un reducido rango

de variación.

Dado su origen, las acciones gravitatorias vendrán caracterizadas por fuerzas verticales,

concentradas o repartidas.

8.4.4.2 Peso propio

Los valores nominales o representativos de los pesos propios se calcularán a partir de los

valores nominales de los factores geométricos consignados en los planos y en el Pliego de

Prescripciones Técnicas y de los valores nominales o representativos de los pesos específicos

unitarios o aparentes () correspondientes a los distintos elementos y materiales que

conforman la obra, especificados en el Pliego de Prescripciones Técnicas, y al terreno.

8.4.4.3 Agentes del medio físico

Los principales agentes del medio físico que afectan a las obras de atraque y amarre, bien

produciendo efectos directos en las mismas (acciones), bien solicitando a otros factores de

proyecto (por ejemplo, el buque, las mercancías, los equipos de manipulación de

mercancías,...), son los asociados a las manifestaciones de la dinámica atmosférica y marina, a

los gradientes térmicos y a los movimientos sísmicos. Se distinguirán los siguientes agentes:

- Climáticos atmosféricos básicos: presión atmosférica y viento

- Otros climáticos atmosféricos: lluvia, nieve y hielo

- Climáticos marinos y fluviales





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- Térmicos

- Sísmicos

8.4.4.4 Agentes atmosféricos básicos y climáticos marinos

Los agentes atmosféricos básicos y climáticos marinos que definen un estado meteorológico

que tienen una mayor importancia para las obras de atraque y amarre son:

- Viento.

- Corrientes permanentes y uniformes y variables.

- Oscilaciones marinas y fluviales de periodo largo (T > 3 h): niveles de agua asocia-dos a

mareas y regímenes fluviales.

- Oscilaciones marinas de periodo intermedio (30 s < T < 3 h): ondas largas.

- Oscilaciones del mar de periodo corto (3 s < T< 30 s): oleaje.

figura 33 Variables de estado de los agentes climaticos que general-mente se adoptan para la

definicion de las acciones que actuan sobre las obras de atraque y amarre (ver tabla 8)





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tabla 8 Variables de estado de los agentes climaticos que general-mente se adoptan

para la definicion de las acciones que actuan sobre las obras de atraque y amarre

(ver figura 33)

En la figura 33 y tabla 8 son:

- Hrms: altura de ola media cuadrática del estado de mar. Puede considerarse

equivalente a 0.706 H1/3.

- H1/3: valor medio del tercio de alturas de ola mayores del estado de mar. Puede

considerarse equivalente a la altura de ola significante espectral (Hm0),

denominándose también altura de ola significante (Hs)

- H1/10: valor medio del décimo de alturas más altas del estado de mar. En ausencia de

información más detallada pueden adoptarse con carácter general las siguientes

relaciones:

· H1/10 = 1.27 H1/3 en aguas profundas

· H1/10 = (de 1.27 a 1.10) H1/3 en profundidades relativas (h/L<1/10), en

función del porcentaje de olas en rotura. A los efectos de esta tabla se

adoptará como L la longitud de onda asociada el periodo medio del oleaje en

un estado de mar.

- Hmax: valor más probable de la máxima altura de ola del estado de mar. En ausencia

de información más detallada puede adoptarse con carácter general la siguiente

relación:





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· Hmax: (de 1.60 a 2.00) H1/3, en aguas profundas, en función del número de

olas del estado de mar ·

· Hmax: (de 1.60 a 1.30 y de 2.00 a 1.60)H1/3 en profundidades relativas

(h/L<1/10), en función del número de olas del estado de mar y del porcentaje

de olas en rotura. En cualquier caso, Hmax no superará la máxima altura de ola

posible [simplificadamente en estos casos puede adoptarse que Hmax< 0.9 h

para fondo plano o pendientes suaves o muy tendidas, tgα < 1/50]

- T1/3: valor medio de los periodos del tercio de olas más altas del estado de mar.

También se denomina periodo significante (Ts).

- T: periodo medio en un estado de mar. Puede considerarse equivalente al periodo

medio espectral tipo (0,2). [Tm=T0,2]

- Tp: periodo de pico o periodo en el cual el espectro del oleaje tiene su contenido

energético máximo.

- θ: Dirección media de propagación del oleaje.

- hPM,10 min: nivel alto de las aguas, obtenido como el valor medio correspondiente a

periodos de medición de 10 minutos.

- hBM,10 min: nivel bajo de las aguas, obtenido como el valor medio correspondiente a

periodos de medición de 10 minutos.

- VC, 10 min(z’): velocidad horizontal de la corriente a una altura z’ desde el fondo,

obtenida como el valor medio correspondiente a periodos de medición de 10 minutos.

- vV(z): velocidad horizontal media del viento a una altura z sobre el nivel de las aguas

exteriores, obtenida como el valor medio correspondiente a periodos de medición de

10 min.

- Vv, 3 s(z): velocidad horizontal máxima probable del viento a una altura z sobre el nivel

de las aguas exteriores, considerando un periodo de medición de 3 segundos.

Simplificadamente, en estos casos puede adoptarse de forma general: Vv,3s = 1.44 vV.

- Vv, 5 s(z): velocidad horizontal máxima probable del viento a una altura z sobre el nivel

de las aguas exteriores, considerando un periodo de medición de 5 segundos.

Simplificadamente, en estos casos puede adoptarse de forma general: Vv,5s = 1.42 vV.

- Vv, 15 s(z): velocidad horizontal máxima probable del viento a una altura z sobre el

nivel de las aguas exteriores, considerando un periodo de medición de 15 segundos.

Simplificadamente, en estos casos puede adoptarse de forma general: Vv,15s = 1.38

vV.

- Vv, 1 min(z): velocidad horizontal máxima probable del viento a una altura z sobre el

nivel de las aguas exteriores, considerando un periodo de medición de 1 minuto.

Simplificadamente, en estos casos puede adoptarse de forma general: Vv,1 min = 1.31

vV.

- α: Dirección del viento.

8.4.4.5 Cargas transmitidas por las operaciones de estiba y desestiba

En función de los medios empleados para cargar y descargar el buque, las cargas transmitidas

al sistema de atraque serán diferentes. En este apartado se indica a título de ejemplo las





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cargas transmitidas por una grúa pórtico estándar. En general, el fabricante deberá suministrar

las cargas transmitidas al muelle.

figura 34 Configuracion y valores caracteristicos de las cargas transmitidas por gruas portico

estandar o convencionales sobre carriles

tabla 9 Configuracion y valores caracteristicos de las cargas transmitidas por gruas

portico estandar o convencionales sobre carriles





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figura 35 Distribución de las cargas de operación y almacenamiento

8.4.4.6 Cargas transmitidas durante la operación de atraque

Se ilustra de forma práctica este apartado con el caso del atraque de un granelero de 20.000

toneladas, atracando en el puerto de Conakry, con la ayuda de remolcadores. Se sigue el

sistema de cálculo recomendado en la ROM 2.0-11 (CT - ROM, 2.011).

Las características del buque son:

Tonelaje de Peso Muerto

(TPM)

Desplazamiento (Δ)

Eslora Total (L)

Eslora entre perpendiculares

(Lpp) Manga (B) Puntal (T) Calado (D)

Coeficiente de Bloque

Ton Ton m m m m m adim

20,000 26,000 160.00 152.00 23.50 12.60 9.30 0.78

tabla 10 Características del buque de cálculo

La sección tipo del muelle se muestra en la figura 36.





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figura 36 Sección tipo del muelle

figura 37 Atraque lateral o de costado mediante traslacion transversal preponderante a obras

de atraque fijas continuas

Para atraques laterales o de costado mediante translación transversal preponderante en obras

de atraque fijas continuas, la energía cinética cedida por un buque al sistema de atraque (Ef)

puede determinarse mediante la expresión:

[

( )( )

] [2]

En la ecuación [2] son:





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Cm : Coeficiente de masa hidrodinámica (adimensional)

: Desplazamiento del buque en la condición de carga considerada (kN) Vb : Componente normal a la línea de atraque de la velocidad de aproximación

del buque en el momento del impacto (m/s) Ce : Coeficiente de excentricidad (adimensional) Cg : Coeficiente geométrico del buque (adimensional) Cc : Coeficiente de configuración del atraque (adimensional) Cs : Coeficiente de rigidez del sistema de atraque (adimensional)

8.4.4.7 Coeficiente de masa hidrodinámica

El coeficiente de masa hidrodinámica tiene en cuenta el efecto producido por la masa de agua

que se moviliza conjuntamente con el buque durante la maniobra de atraque y que da lugar a

un aumento efectivo de la masa que interviene en la valoración de la energía de atraque.

Este coeficiente se define como el cociente entre la masa total del sistema (masa del buque +

masa de agua movilizada) y la masa del buque [Cm=(Mb+Mw)/Mb].

El coeficiente Cm depende fundamentalmente del resguardo bajo la quilla y en menor medida

de las dimensiones y configuración del buque bajo la superficie del agua (relación

calado/manga principalmente), del sentido de las corrientes, de la velocidad del atraque, de

las características de la maniobra de atraque y de la influencia del tipo y rigidez del sistema de

atraque en la deceleración del movimiento del buque.

Dada la dispersión de valores, a menos que el proyectista justifique la utilización de otros

valores se recomiendan con carácter general para buques convencionales los siguientes

valores:

Cm= 1.5 para resguardos brutos bajo quilla mayores que la mitad del calado estático

del buque (Resguardo bruto > 0.5De)

Cm= 1.8 para resguardos brutos bajo quilla menores que 0.1 el calado estático del

buque (Resguardo bruto < 0.1De)

Interpolar linealmente en el caso de valores intermedios del resguardo bruto

El resguardo bruto es Rb = 0.70 m; el calado estático a plena carga es De = 9.30 m, por lo que

0.1·De = 0.93, con lo que

8.4.4.8 Desplazamiento del buque en la condición de carga considerada

La situación más desfavorable es a plena carga. En esta situación5:

8.4.4.9 Velocidad de aproximación del buque en el momento del impacto

La velocidad de aproximación del buque en el momento del impacto es el factor más

determinante para la valoración de la energía cinética del buque durante el atraque al

5 Se considera que 1 kg = 10 N (Realmente, 1 kg = 9.8 N)

Cm = 1.8





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intervenir al cuadrado en la formulación y, por tanto, es muy sensible a las variaciones de

dicho parámetro. La magnitud de la velocidad de aproximación depende de un gran número

de factores en mayor o menor medida:

Tamaño del buque: en general, la velocidad de aproximación del los buques es

inversamente proporcional a su eslora y desplazamiento.

Tipo de buque en particular en lo que respecta a la magnitud de las áreas emergidas:

buques con mayor superficie expuesta al viento (cruceros, transportadores de coches,

…) suelen presentar mayores velocidades de aproximación al ser menos controlables

frente al viento.

Situación de carga del buque: la velocidad de aproximación es proporcional al

resguardo bajo quilla. Por dicha razón un buque a plena carga suele presentar

velocidades de aproximación menores que el mismo buque en condiciones de carga

parcial.

Tipo de carga: Buques que transportan mercancías peligrosas atracan en condiciones

más controladas, por lo que a igualdad de otras condiciones es esperable que su

velocidad de aproximación sea más reducida.

Características de maniobrabilidad náutica del buque: buques con hélices

transversales u otros dispositivos que mejoren sus condiciones de maniobrabilidad

suelen presentar, a igualdad de las restantes condiciones, menores velocidades de

aproximación al poder controlar mejor el buque durante la maniobra.

Frecuencia de llegadas: en atraques con alta frecuencia de llegada suelen presentarse

mayores velocidades de aproximación.

Condiciones medioambientales en el emplazamiento: condiciones de oleaje, viento y

corrientes más desfavorables dan lugar a mayores velocidades de aproximación dadas

las mayores dificultades en controlar el buque.

Utilización de medios auxiliares en la maniobra de atraque como remolcadores,

amarras u otros dispositivos de ayuda al atraque: la utilización de estos medios en

número y potencia adecuada reduce la velocidad de aproximación.

Dificultad de aproximación a la instalación de atraque: atraques situados en

emplazamientos que presentan dificultades para la accesibilidad y maniobra de los

buques dan lugar a mayores velocidades de aproximación.

Factor humano: experiencia del capitán del buque y, en su caso, del remolcador,

existencia de servicio de practicaje, ….

La figura 38 proporciona unos valores representativos de la componente normal de las

velocidades de aproximación del buque en el momento del impacto (Vb), para atraque

lateral o de costado mediante traslación transversal preponderante, en el caso de que no

haya registros disponibles. Se supone que la maniobra se realiza con ayuda de

remolcadores.

Las líneas muestran el valor de Vb en los casos de condiciones climáticas favorables,

moderadas o desfavorables. Estas condiciones se definen en la tabla 11.





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figura 38 Componente normal de las velocidades de aproximación del buque

tabla 11 Condiciones climáticas durante la maniobra de atraque

En el presente caso, los cálculos realizados y la toma de datos indica que se pueden suponer

favorables las condiciones climáticas, con lo que se tendrá:

8.4.4.10 Coeficiente de excentricidad

El coeficiente de excentricidad tiene en cuenta la proporción de energía cinética desarrollada

por el buque que no puede transmitirse al sistema de atraque debido a que el punto de

impacto no coincide con el centro de gravedad del buque. Por dicha razón, parte de la energía

cinética desarrollada por el buque se disipa fundamentalmente por la rotación o guiñada del

buque alrededor del punto de impacto (figura 37).

Se expresa como:

( )

[3]

Vb = 0.1 m/s





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En la ecuación [3] son:

K: Radio de giro del buque alrededor del eje vertical que pasa por su centro de gravedad. Este parámetro está relacionado con el momento de inercia del buque respecto a un eje vertical que pasa por su centro de gravedad (Iz=MbK2)

R: Distancia entre el punto de impacto y el centro de gravedad del buque6, medida en la dirección de la línea de atraque. Su magnitud dependerá del lugar del buque donde se produce el impacto y del ángulo de aproximación al atraque (α).

: Angulo formado entre el vector velocidad de aproximación del buque y la línea que une el punto de impacto y el centro de gravedad del buque.

De no disponerse de mejores datos, se puede calcular K como:

( ) [4]

Siendo Cb el coeficiente de forma y L, la eslora (tabla 10).

En el caso objeto del ejemplo se tiene (tabla 10):

- Cb = 0.78

- L = 160 m

Con ello, K = 41.31 m.

Los valores de R y se pueden estimar a partir del ángulo de aproximación (α) y de la distancia

entre el punto de impacto y el centro de gravedad del buque (r) como:

( )

( )

[5]

(

)

Los valores de y r se pueden estimar como:

- Para el ángulo de aproximación7 (α):

o 5º- 6º para buques con Δ ≥70.000 t

o 10 -15º para buques con Δ < 70.000 t

- Para la distancia entre el punto de impacto y el centro de gravedad del buque (r8),

medida sobre el eje longitudinal del buque:

6 A falta de mejor información, es admisible considerar simplificadamente a estos efectos que el centro de gravedad del buque coincide con su centro geométrico (1/2L, 1/2B) 7 Los valores mayores del rango se adoptarán cuando la maniobra sea sin ayuda de remolcadores. 8 Este valor se considera válido para los buques en los que aproximadamente el centro de gravedad coincide con el punto medio de la eslora. No obstante, en los buques ferries y ro-ro, el centro de gravedad suele estar desplazado hacia popa. En estos casos, el valor recomendado de r deberá adaptarse a esta circunstancia en función de que la aproximación se realice por proa a popa,





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o

En el ejemplo, se tiene:

Cb = 0.78 K = 41.31

Ce = 0.98

L = 160.00

B = 23.50

10 R = 33.57

r = 40 79.71

8.4.4.11 Coeficiente geométrico del buque

El coeficiente geométrico del buque tiene en cuenta la proporción de energía cinética

desarrollada por del buque que es absorbida por el sistema de atraque por efecto de la

curvatura del buque en el punto de contacto. Se recomiendan valores de Cg = 0.95 cuando el

punto de impacto se produce en la parte curva del casco de los buques y Cg = 1 cuando se

produce en la parte plana. Dichos valores tendrán la consideración de valores nominales

correspondientes a valores frecuentes y no se les supondrá variación estadística significativa.

8.4.4.12 Coeficiente de configuración del atraque

El coeficiente de configuración del atraque tiene en cuenta el efecto amortiguador del colchón

de agua que queda atrapado entre el casco del buque y la estructura de atraque, dando lugar a

la aparición de una fuerza adicional sobre el buque y a la absorción de parte de la energía

cinética desarrollada por el buque.

La magnitud de este efecto depende de los siguientes factores:

La configuración y tipología estructural de la obra de atraque.

La distancia libre entre el casco del buque y el sistema de atraque.

El resguardo bruto bajo quilla.

La velocidad y el ángulo de aproximación del buque al atraque.

La forma del casco del buque.

En cualquier caso, siempre que el agua entre el buque y la obra de atraque tenga una fácil

salida deberá despreciarse este efecto.

Se considerará que este efecto se produce con resguardos brutos (h1-De) > 0.5De, ángulos de

aproximación α > 5º o velocidades de aproximación Vb < 0.20 m/s. En estos casos se adoptará,

independientemente del tipo de configuración del atraque, Cc=1.

En los otros casos podrán adoptarse como valores representativos de Cc los siguientes, los

cuales tendrán la consideración de valores nominales correspondientes a valores frecuentes y

no se les supondrá variación estadística significativa:

manteniendo la posición del punto de impacto recomendada en relación con el punto medio de la eslora.





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Cc=1

o Cuando la configuración de la obra de atraque sea de tipo muelle o pantalán y

su tipología estructural sea fija abierta.

o En los extremos de las obras de atraque, independientemente de su

configuración y tipología estructural.

Cc=0.9

o Cuando la configuración de la obra de atraque sea de tipo muelle o pantalán y

su tipología estructural sea fija cerrada.

En el caso analizado como ejemplo, Cc = 0.90.

8.4.4.13 Coeficiente de rigidez del sistema de atraque

El coeficiente de rigidez del sistema de atraque tiene en cuenta la proporción de la energía

cinética desarrollada por el buque absorbida por la deformación elástica del casco del buque y

de la totalidad del mismo a lo largo de su eje longitudinal en el momento del impacto. La

magnitud de este efecto depende de la rigidez relativa entre el buque y el sistema de atraque.

A estos efectos se considerará que un sistema de atraque es muy rígido cuando la deformación

del sistema de defensa (δf) en el momento del impacto del buque considerado es menor o

igual a 150 mm. A su vez se considerará buque de gran eslora cuando esta sea mayor o igual a

300 m.

A falta de otros datos podrán adoptarse como valores representativos de Cs los siguientes, los

cuales tendrán la consideración de valores nominales correspondientes a valores frecuentes y

no se les supondrá variación estadística significativa:

Cs = 0.9, en el caso de sistemas de atraque muy rígidos o buques de gran eslora.

Cs = 1, en el resto de los casos.

En el caso del ejemplo, Cs = 1.0.

8.4.4.14 Resultado del cálculo de la energía cinética de atraque

En estas condiciones, en el ejemplo se obtiene el resultado siguiente:

Cm = 1.8

Ef = 198.89

= 2.60E+05 kN

Vb = 0.1 m/s

Ce = 0.98

kN.m

Cg = 0.95

Cc = 0.9

Cs = 1

Este valor de la energía cedida al atraque, Ef = 200 kN.m, es el que habrá de ser empleado para

el análisis de las defensas a colocar en el cantil del muelle





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8.4.5 Construcción

8.4.5.1 Replanteo

Como cualquier otra obra, el muelle debe ser replanteado en toda su extensión de forma

inequívoca. Las nuevas técnicas de posicionamiento con GPS proporcionan unas facilidades

desconocidas hace pocos años. La figura 39 da un ejemplo de ello.

figura 39 Replanteo del muelle de cementos del puerto de Conakry

Para ello, el sistema de proyección (generalmente UTM) debe estar inequívocamente definido,

detallando:

Sistema y huso (en su caso)

Dátum

Nivel de referencia vertical

Es bueno dar coordenadas a un punto conocido (en la figura 39 el extremo del pantalán de

hidrocarburos, al norte del muelle) que sirva como comprobación, e incluso recurrir al sistema

tradicional de proporcionar coordenadas desde un lugar perfectamente definido. La figura 40

proporciona un ejemplo de ello.





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figura 40 Replanteo desde un vértice conocido

8.4.5.2 Muelles de cajones flotantes

Las fases para la construcción de un muelle de cajones flotantes son las siguientes:

• Dragado de la zanja para la banqueta de cimentación.

• Mejora del terreno de cimentación.

• Banqueta de cimentación.

• Enrase de la banqueta.

• Fabricación y transporte de los cajones.





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• Fondeo de los cajones.

• Relleno de las celdas y de las juntas.

• Relleno de trasdós.

• Colocación de filtro.

• Rellenos generales.

• Superestructura.

• Pavimento.

La serie de figuras siguientes, tomadas de (Dizy Menéndez & Mey Almela, 2.009), ilustran

perfectamente tanto la sección tipo de este tipo de muelles como la secuencia de su

construcción.

figura 41 Sección tipo de un muelle de cajones flotantes

figura 42 Secuencia constructiva de un muelle de cajones flotantes





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figura 43 Fase 1: Dragado de la zanja

figura 44 Fase 2: Vertido de escollera

figura 45 Fase 3: Enrase con grava





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figura 46 Fase 4: Remolque del cajón

figura 47 Fase 5: Posicionamiento del cajón

figura 48 Fase 6: Inundación de celdas y fondeo del cajón





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figura 49 Fase 7: Relleno de celdas

figura 50 Fase 8: Finalización del relleno de celdas

figura 51 Fase 9: Ejecución del pedraplén





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figura 52 Fase 10: Ejecución del filtro

figura 53 Fase 11: Vertido y compactado del relleno

figura 54 Fase 12: Encofrado y hormigonado de la superestrcutura





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figura 55 Fase 13: Vertido y compactado del relleno seleccionado

figura 56 Fase 14: Ejecución del pavimento

figura 57 Fase 15: Colocación de defensas y bolardos





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8.4.5.3 Muelles de bloques

figura 58 Sección tipo de un muelle de bloques

Le secuencia para la construcción del muelle de bloques es similar a la de un muelle de cajones

flotantes, con la diferencia evidente de que los cajones están sustituidos por los bloques. Es la

siguiente:

• Dragado de la zanja para la cimentación de la banqueta.

• Mejora del terreno de cimentación si está contemplado en el Proyecto.

• Banqueta de cimentación.

• Enrase de la banqueta.

• Fabricación y acopio de los bloques.

• Colocación de los bloques.

• Relleno de trasdós.

• Rellenos.

• Superestructura.

• Pavimento.





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figura 59 Secuencia de la construcción de un muelle de bloques (Dizy Menéndez & Mey

Almela, 2.009)

figura 60 Colocación de los bloques (Dizy Menéndez & Mey Almela, 2.009)





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8.5 Duques de alba

Los documentos que se pueden utilizar como referencia son las ROM, y dentro de ellas, las dos

siguientes:

ROM 0.4-95 Acciones climáticas II: Viento

ROM 0.2-90 Acciones en el Proyecto de Obras Marítimas y Portuarias

El PIANC ha publicado la guía para el diseño de defensas (WG 33, 2.002), cuya portada se

muestra en la figura 61.

figura 61 Guia del PIANC para el diseño de defensas





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figura 62 Ejemplo de duque de alba (Ports de Balears, 2.009)





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figura 63 Planta del duque de alba de la figura 62 (Ports de Balears, 2.009)

Como en el caso de los muelles, se ha de calcular la energía de atraque, la parte de carga

absorbida por la defensa (en función de los datos que proporcione el fabricante) y la parte que

absorbe el atraque. Asimismo, han de calcularse las cargas debidas al tiro de amarras.

Después, el problema es de cálculo de estructuras. Veamos un caso práctico.

8.5.1 Acciones

Según lo indicado, las acciones a calcular en general, son:

• Peso propio

• Cargas de atraque transmitidas por la defensa

• Tiro de bolardo a 90º

• Tiro de bolardo a 45º

• Viento

• En su caso, las cargas sísmicas





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8.5.2 Cálculos

Los únicos cálculos que difieren de los mostrados para muelles son los geotécnicos (se usan

pilotes) y los estructurales (ha de calcularse un encepado unido a varias ménsulas). Se ven

resumidamente a continuación ambos.

8.5.2.1 Geotécnicos

El duque de alba siempre se une al terreno mediante pilotes (figura 64).

Cada situación de proyecto estará encaminada a verificar la seguridad frente a un modo de

fallo no deseado. Esa situación quedará definida por unos datos geométricos, unas

características del terreno y unas combinaciones de acciones que se comentan a continuación.

figura 64 Algunas notaciones relativas al pilote aislado (CT_ROM, 2.006)

Las combinaciones de carga se pueden sintetizar de la forma mostrada en la figura 65:

• Combinación cuasi-permanente

Esta combinación esta formada por todas las acciones permanentes que actúan sobre

la obra y el terreno, y los valores cuasi-permanentes de las cargas variables

simultáneas y compatibles, que se obtienen multiplicando los valores nominales o

característicos de las mismas por un factor de compatibilidad Ψ2.

• Combinaciones fundamentales o características

Esta combinación toma en consideración la actuación simultánea de varias acciones

variables con valores compatibles en la ocurrencia del modo de fallo. De esa forma, la

acción variable principal o predominante en la ocurrencia del modo de fallo y sus

acciones directamente dependientes de la misma intervienen con su valor

característico; y el resto de acciones variables simultáneas y compatibles con sus

valores de combinación fundamentales, que se obtienen multiplicando los valores





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nominales o característicos de las mismas por un factor de compatibilidad ψ0. De todas

las combinaciones fundamentales o características, es decir, para cada acción variable

que puede tomar el carácter de predominante, el ingeniero podrá eliminar aquéllas

que, justificadamente, provoquen en el terreno solicitaciones menos peligrosas que

otras combinaciones incluidas en su consideración.

• Combinaciones accidentales

Cuando en la verificación del modo de fallo se considere la actuación de una acción

extraordinaria, sea o no accidental, con una probabilidad de presentación muy baja

durante el intervalo considerado y, a la vez, con un periodo de actuación corto, el valor

de compatibilidad de las acciones variables que actúan de forma simultánea debe ser

claramente menor.

• Combinaciones sísmicas

Cuando en la verificación de un modo de fallo se considere la actuación de la acción

sísmica, con una probabilidad de presentación muy baja y con un periodo de actuación

muy corto respecto a la duración del estado o situación de proyecto considerada, el

valor de compatibilidad de las acciones variables que actúan de forma simultánea debe

ser claramente menor, no debiéndose diferenciar el valor de compatibilidad de la

acción variable principal predominante del resto de acciones variables.





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figura 65 Combinaciones de carga

Según la ROM 0.5-05, a efectos de cálculo, se supondrá que:

• La zona activa inferior afecta hasta una profundidad bajo la punta del pilote igual a:

o 2D en terrenos cohesivos.

o 3D en terrenos granulares y rocas.

• La zona pasiva superior afecta hasta una altura sobre la punta del pilote igual a:

o 4D en terrenos cohesivos.

o 6D en terrenos granulares y rocas

8.5.2.1.1 Carga de hundimiento

Se calcula mediante el procedimiento recogido en la ROM 0.5-05, en su apartado 3.6.4.

La carga de hundimiento por punta, Qp, puede obtenerse mediante el producto del área de la

punta, Ap, por la resistencia unitaria por punta, qp.

[1]

La resistencia por fuste viene dada por:

combinaciones de acciones

FRENTE A ESTADOS LÍMITE ÚLTIMOS

características para estados o situaciones de proyecto persistentes o

transitorias

accidentales para estados o situaciones de proyecto

excepcionales

sísmicas para estados o situaciones de proyecto excepcionales con sismo

Combinación cuasi-permanente

FRENTE A ESTADOS LÍMITE DE SERVICIO

Combinación poco frecuente

Combinación frecuente

Combinación cuasi-permanente





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∫

[2]

En ambas formulaciones son:

qp = resistencia unitaria por la punta.

Ap = área de la punta.

τf = resistencia unitaria por el fuste.

L = longitud del pilote dentro del terreno.

C = perímetro de la sección transversal del pilote.

z = profundidad contada desde la superficie del terreno

El método de evaluación de la seguridad frente al hundimiento de pilotes basado en el SPT es

adecuado para suelos granulares que no tengan gran proporción de gravas y se puede aplicar

tanto a pilotes hincados como a perforados.

Según la experiencia actual, la resistencia por punta se puede evaluar, para pilotes hincados,

con la expresión:

[MPa] [3]


N: valor medio del golpeo SPT. A estos efectos, se obtendrá la media en la zona activa

inferior y la media en la zona pasiva superior. El valor de N a utilizar será la media

de los dos anteriores (limitado el valor de N a 50).

α: número adimensional que depende del tipo de terreno y el tamaño el pilote.

A falta de mejores datos, el valor de se calcula como:

( ) [4]

siendo:

D50: tamaño medio de la curva de las arenas (mm).

Dr: tamaño de referencia (= 2 mm).

fD: factor de corrección por el tamaño del pilote.

[5]


D: diámetro del pilote.





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D0: diámetro de referencia

En caso de que los pilotes proyectados sean excavados y no hincados, deberá aplicarse un

coeficiente reductor igual a 0,5 a la resistencia unitaria por punta, qp, obtenida con la

expresión [3] .

La resistencia por fuste se puede calcular como:

[6]

Para pilotes metálicos hincados el valor de τf que se obtenga de esta expresión será reducido

en un 10%.

La ROM 0.5-05 recoge otra serie de formulaciones para obtención de resultados a partir de

otro tipo de datos. Los procedimientos de cálculo que recoge se muestran sintéticamente en la

figura 66.

figura 66 Procedimientos de cálculo para la carga de hundimiento

8.5.2.2 Estructurales





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9 ESTUDIOS DE AGITACIÓN Y RESONANCIA

9.1 Agitación

La agitación interior en una dársena portuaria se debe generalmente a la entrada de energía

de ondas cortas en el interior del puerto, debido mayoritariamente a los fenómenos de

difracción en la bocana y reflexión en los contornos del puerto.

Una de las misiones de un puerto es servir de refugio a los buques. Para ello se construyen las

obras de abrigo, que deben ser lo más eficientes posible. Para comprobar este aspecto, se

recurre de forma habitual a dos tipos de modelo:

El modelo matemático

El modelo físico

De ambos, el modelo matemático presenta muchas ventajas, entre las cuales se pueden citar:

Su mayor economía

Su mayor rapidez

La posibilidad de ensayar muchas variantes a la solución

La ausencia de efectos de escala

Apenas necesita instalaciones: sólo un ordenador razonablemente potente y un

modelo matemático adecuado

En cuanto a sus inconvenientes, se encuentra la necesidad de una cierta especialización por

parte del Ingeniero, dado que los tipos de modelo matemático que se emplean no suelen ser

sencillos de utilizar.

9.1.1 Estudios de agitación con modelo matemático

Dos son los principales modelos matemáticos que se emplean en el análisis de la agitación

interior en un puerto:

Los modelos elípticos

Los modelos basados en las ecuaciones extendidas de Boussinesq





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9.1.2 Aplicación a un caso real: terminal de cemento del puerto de Conakry

(Guinea)

figura 67 Batimetría del puerto

figura 68 Modelo digital del terreno 3D





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figura 69 Resultados de agitación interior

figura 70 Serie temporal en la bocana

figura 71 Serie temporal en el punto CIMAF 1





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Mean [m] Min [m] Max [m]

Std. Dv. [m]

ENTRËE -0.002035 -0.43382 0.512919 0.153301

CIMAF - 1 -0.000822 -0.0158 0.014686 0.004098

CIMAF - 2 -0.000797 -0.00499 0.003427 0.00132

CIMAF - 3 -0.000788 -0.00415 0.002839 0.001111

CIMAF - 4 -0.000796 -0.00723 0.00642 0.001887

tabla 12 Análisis estadístico de la elevación del mar

Hm [m] Hs [m] H1/10 [m] Hmax [m] Tm [s] T1/3 [s] T1/10 [s]

ENTRËE 0.384511 0.59841 0.730799 0.880656 9.89105 11.00035 11.57186

CIMAF - 1 0.010188 0.01641 0.021106 0.029928 10.4846 12.06851 12.06722

CIMAF - 2 0.003129 0.00456 0.005779 0.008278 14.5698 15.53059 16.89992





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Hm [m] Hs [m] H1/10 [m] Hmax [m] Tm [s] T1/3 [s] T1/10 [s]

CIMAF - 3 0.002314 0.00335 0.004171 0.006095 17.0194 18.76134 21.99868

CIMAF - 4 0.004774 0.00715 0.009102 0.013513 11.7488 11.77466 11.59493

tabla 13 Análisis de paso por cero

figura 75 Comparación del oleaje en los puntos de control

figura 76 Espectro en la bocana

figura 77 Espectro en CIMAF 1





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Station Average Energy [m²/Hz]

Hs [m] Tp [s] Energy [%]

Entrée 0.001102795 0.6133 12.1363 100%

CIMAF - 1 0.000128483 0.0168 12.1363 12%

CIMAF - 2 0.000168301 0.0065 - 15%

CIMAF - 3 0.000186237 0.0058 - 17%

CIMAF - 4 0.000145303 0.0084 11.7448 13%

tableau 1 Resultados del análisis espectral





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figura 81 Comparación de valores de la altura de ola espectral

figura 82 Coeficientes de agitación





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10 MANIOBRABILIDAD DE BUQUES

Por su interés, se incluye aquí un estudio previo de maniobrabilidad de buques en el puerto de

Conakry, previo al proyecto del muelle de cementos de África.

10.1 Planteamiento

El proyecto de construcción de un nuevo muelle para la terminal de “clinker” en el Puerto de

Guinea Conakry implica la entrada de buques a la zona más interior del puerto, que

actualmente no permite la navegabilidad de buques con calado significativo. Por tanto, es

necesario realizar los dragados pertinentes para permitir la operación de los futuros buques en

condiciones de seguridad. Así mismo, el acceso a la localización del nuevo muelle supone unos

giros del orden de 180º en un espacio restringido, por lo que será necesario analizar las

estrategias de maniobra adecuadas y los recursos adecuados para la ejecución de las mismas.

El objeto de esta Nota Técnica es realizar una valoración preliminar de la viabilidad de las

maniobras y una estimación inicial de los espacios navegables necesarios para dar una idea de

los dragados que se deberán ejecutar y detectar posibles interferencias con las

infraestructuras portuarias actuales y futuras.

10.2 Análisis

Para abordar el análisis de la maniobrabilidad de los buques se han analizado previamente

todos los datos disponibles relativos a los siguientes aspectos:

• Disposición en planta actual, proyectada y futura (Plan de Masse)

• Datos de clima marítimo de la zona

• Batimetría actual

La documentación de referencia utilizada es la recogida en (INROS LACKNER AG, 2.011)).

El buque de cálculo del muelle proyectado es un Bulkcarrier de 20000 TPM. Dentro de la flota

mundial actual el buque de referencia para esta capacidad de carga es un buque de unos 160

m de eslora, 23.5 m de manga y 9.3 m de calado a plena carga.

Buques de mayor tamaño ya acceden con normalidad al Puerto de Conakry. Por tanto, no se

ha considerado necesario analizar el acceso al Puerto desde aguas abiertas y el análisis se ha

centrado exclusivamente en la zona interior del puerto que es la que presenta diferencias

respecto a las operaciones que actualmente se llevan a cabo. En estas condiciones, la zona

analizada está perfectamente abrigada al oleaje por el dique principal del puerto y, en

consecuencia, el viento es el factor predominante para las maniobras. Los datos disponibles

(Station: Port de Conakry) indican que los vientos dominantes provienen del Oeste y

raramente superan los 12 nudos de velocidad media.





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El Puerto de Conakry tiene una amplitud de marea de 4.3 m que produce corrientes interiores

en el puerto en los ciclos de llenante y vaciante que no están evaluados. Además, el dragado

de la zona interior del puerto incrementará el volumen de agua que se moverá en cada ciclo de

marea, por lo que se recomienda que se considere realizar los estudios de corrientes

adecuados para caracterizar la misma en la zona portuaria interior.

Con toda esta información y a la vista de que los agentes hidro-meterológicos en el interior del

puerto no son significativamente exigentes para la evolución de los buques, se han

considerado las recomendaciones de la ROM 3.1-99 “Proyecto de la Configuración Marítima de

los Puertos; Canales de Acceso y Áreas de Flotación” (Puertos del Estado, España) para evaluar

los espacios navegables adecuados para la operación de los buques de hasta 20000 TPM a la

nueva terminal. Para ello se ha tenido en cuenta que el dragado que se realice para el acceso

al nuevo muelle deberá ser coherente con el plan de ampliación del puerto y, en consecuencia,

la evolución de los buques deberá ceñirse a los espacios navegables disponibles en la

configuración del plan de ampliación.

Dada la configuración en planta resultante de la ubicación del nuevo muelle, la estrategia de

maniobra más adecuada consiste en provocar la caída a estribor una vez librado el pantalán

interior, a la vez que se provoca la parada del buque. El radio de giro disponible para librar el

pantalán es de unos 180 m, es decir del orden de 1.12 esloras, para un cambio de rumbo de

unos 90º. Esto supone una evolución muy exigente para un buque convencional de una hélice

y un timón, como son todos los buques de este tipo existentes. Por tanto, las maniobras

deberán realizarse con el auxilio de remolcadores que deberán estar firmes antes de llegar al

pantalán interior y ayudar al buque, que previamente habrá reducido adecuadamente la

velocidad, a realizar el giro a estribor para buscar el muelle.

figura 83 Estrategia Maniobra de Entrada





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Puesto que la intervención de los remolcadores es obligada en esta fase de la maniobra, lo más

adecuado parece aprovechar esta situación para revirar el buque en la boca de la futura

dársena y realizar una corta aproximación atrás para quedar atracado proa afuera. De esta

manera se facilita la maniobra de salida con el buque en lastre (más sensible a la acción del

viento) y, en caso de emergencia, se permite que el buque pueda abandonar el muelle por sus

propios medios con menor dificultad.

De acuerdo con esta estrategia el dimensionamiento del espacio navegable recomendable se

corresponde con la situación de “Zona de reviro interconectada con dársena”. La ROM 3.1-99

especifica que “el supuesto más frecuente es aquél en el que la dársena no tiene dimensiones

suficientes para efectuar maniobras de reviro dentro de ella y por tanto es necesario prever un

área de reviro en su boca”. En este caso existen tres posibles soluciones:

• “Si es factible, la mejor opción sería disponer un área de reviro en la boca de la

dársena, con su centro situado en el eje longitudinal de la misma”. Esto supone una

zona de reviro en forma de óvalo de 2.3 x 1.8 esloras (368 x 288 m). En el caso que nos

ocupa no se dispone de un espacio tan amplio.

• “Situar el centro del área de reviro desplazado del eje longitudinal de la dársena”

manteniendo las dimensiones anteriores. La existencia del pantalán interior no

permite disponer de espacio suficiente para el reviro con anterioridad.

• “Utilizar las propias aguas de la dársena para desarrollar parte de las maniobras de

reviro”. Esta es la solución más adecuada para la configuración estudiada. En este caso

la ROM especifica que “esta operación también exigirá la utilización de remolcadores y

requerirá una superficie exenta para maniobras que permita inscribir en ella una

semicircunferencia de radio 1.5 L (Eslora)”

figura 84 ROM 3.1-99 -- Zona de reviro en la boca de la dársena





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Con este criterio el espacio que debería dragarse para la correcta realización de las maniobras

y para garantizar la viabilidad de las operaciones es la que se muestra en la figura 85, con un

radio de giro de la zona de reviro de 240 m (1.5 L) y el dragado completo de la futura dársena.

figura 85 Dragados recomendables

Si comparamos estos espacios recomendables con la futura expansión del puerto (ver figura

86) nos encontramos con que la futura zona de navegación encaja perfectamente con la

estimada con los criterios de la ROM 3.1-99.

figura 86 Dragados recomendables comparados con la futura expansión

Por tanto, se propone el dragado tal y como se muestra en la figura 4, que se estima suficiente

para la operación de buques de hasta 20000 TPM y respeta los futuros desarrollos del Puerto.

10.3 Conclusiones y recomendaciones

De acuerdo con el análisis realizado y las consideraciones especificadas en los apartados

anteriores, se obtienen las siguientes conclusiones:

• Las zonas de maniobra para el acceso al nuevo muelle de “Clinker” deben diseñarse

respetando la futura expansión del Puerto. Carece de sentido dragar donde luego se va

a rellenar y además en el futuro los espacios navegables serán los definidos en el plan

de ampliación.





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• En el Puerto de Guinea Conakry, entran buques de mayor porte que los considerados

en el proyecto, hasta los muelles actuales. Por tanto, la anchura del canal de acceso

debe ser suficiente para los nuevos buques y no se ha considerado necesario

dimensionar esta parte de las maniobras.

• Los vientos en la zona no son muy fuertes (raramente superan los 12 nudos de media)

por lo que la viabilidad de las maniobras no parece comprometida. No obstante, sería

conveniente estudiar y definir las necesidades de remolque para los distintos rangos

de buques que vayan a operar en la terminal.

• En las maniobras de acceso debe realizarse un amplio giro a estribor (90º), superado el

pantalán de petroleros. La disponibilidad de espacio restringe el giro a un radio de 180

m (del orden de 1.12 esloras). Por tanto, la operación con remolcadores es necesaria

desde antes de empezar la caída a estribor. Para buques del tipo y tamaño

considerados, es habitual el uso de remolcadores, por tanto, este aspecto no resulta

restrictivo. Sin embargo, para buques menores, quizás esta geometría obligue a usar

remolcadores en buques que no los usarían en otras circunstancias.

• El dragado necesario, estimado según las recomendaciones del método determinista

de la ROM 3.1-99 “Proyecto de la Configuración Marítima de los Puertos; Canales de

Acceso y Áreas de Flotación” (Puertos del Estado, España), encaja en la futura Fase II

de expansión del Puerto recogida en el "Plan de Masse". En consecuencia, el dragado

propuesto en la figura 4 permite garantizar la viabilidad de las operaciones y es

compatible con el futuro desarrollo del puerto.

En general, se puede concluir que la ubicación de la nueva terminal y los dragados que se

realizarán son adecuados para la operación de los buques y permiten un nivel alto de

operatividad. Sin embargo, en el futuro, cuando se desarrollen las demás terminales del plan

de expansión del puerto y se encuentren buques atracados en los nuevos muelles podrán

existir ciertas restricciones en cuanto al espacio disponible para el reviro y los requerimientos

de remolque. En este sentido se recomienda realizar estudios de maniobra más detallados con

herramientas de simulación.





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11 ANEJOS

11.1 Cuadro de buques

Tomado de (WG 33, 2.002).





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11.2 Cálculo del manto principal con bloques especiales

Como se ha indicado en los apuntes, lo mejor para calcular bloques especiales es dirigirse al

sitio web de las empresas que los comercializan. A continuación se muestran algunos de estos

sitios web.

Bloque Empresa Sitio web





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Bloque Empresa Sitio web

Accropode

http://calculateur.concretelayer.com/en/calculatio

n.php

Accropode II

Coreloc

Eccopode

Xbloc http://www.xbloc.com/technical-

information/calculator

tabla 14 Bloques especiales

tabla 15 Diseño de bloques Xbloc

http://calculateur.concretelayer.com/en/calculation.php

http://calculateur.concretelayer.com/en/calculation.php

http://www.xbloc.com/technical-information/calculator

http://www.xbloc.com/technical-information/calculator





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12 GLOSARIO

Este glosario se irá ampliando en las siguientes revisiones.

Acantilado: Accidente geográfico que consiste en una pendiente o vertical abrupta

separando el mar de la tierra firme.

Acelerómetro: Instrumento destinado a medir aceleraciones.

AEMET: Agencia Estatal de Meteorología.

Afelio: Es el punto más alejado de la órbita de un planeta alrededor del Sol. Es el

opuesto al perihelio, el punto más cercano al Sol. En los elementos orbitales, se

representa por Q. Si a es la distancia media y e la excentricidad, entonces Q = a(1 + e).

Agente forzador (en el medio marino y atmósfera): Generador de oscilaciones del mar.

Aguas interiores: Están formadas por las rías y estuarios y en las que el acceso de las

ondas largas debe hacerse por un canal o apertura cuya anchura es mucho menor que

la longitud de onda.

Alineación principal: Tramo de un dique de abrigo que permite el abrigo y el control de

las oscilaciones del mar.

Alineaciones secundarias: Aquellas que sirven para unir los diferentes tramos del

dique.

Altura de ola: Distancia vertical entre una cresta y el seno precedente.

Altura de ola de paso por cero: Suma aritmética de la amplitud de cresta y de la

amplitud de seno entre dos pasos, ascendente o descendente, por el nivel medio.

Altura de ola máxima: Altura de la mayor ola dada en un registro o en un tren de

ondas en un determinado estado de mar.

Altura de ola media cuadrática: Valor medio cuadrático muestral.

Altura de ola significante: Media aritmética de las alturas del tercio de olas más altas

de un registro de oleaje.

Amortiguamiento: Se define como la capacidad de un sistema o cuerpo para disipar

energía. También se define como la fuerza que se opone al movimiento de los cuerpos,

en contacto con sólidos o fluidos, en función de su velocidad.

Amplitud: La amplitud de un movimiento oscilatorio, ondulatorio o señal

electromagnética es una medida de la variación máxima del desplazamiento u otra

magnitud física que varía periódica o cuasiperiódicamente en el tiempo con respecto a

un nivel de referencia.

Amplitud de cresta: Máximo desplazamiento vertical positivo con respecto al nivel

medio del mar (NMM).

Amplitud de seno: Descenso máximo del desplazamiento vertical de la superficie libre

con respecto al nivel medio.

Amplitud relativa de onda: La relación entre la amplitud (ó altura) de la onda y la

profundidad a la que se encuentra.





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Anchura espectral: Es el radio de giro normalizado del espectro alrededor de su

frecuencia media.

Ángulo de rozamiento interno: En ingeniería, el ángulo de rozamiento interno es una

propiedad de los materiales granulosos. El ángulo de rozamiento tiene una

interpretación física sencilla, al estar relacionado con el ángulo de reposo o máximo

ángulo posible para la pendiente de un montoncito de dicho material granular.

Anticiclón: Un anticiclón es una zona atmosférica de alta presión, en la cual la presión

atmosférica (corregida al nivel del mar) es superior a la del aire circundante. El aire de

un anticiclón es más estable que el aire que le circunda y desciende sobre el suelo

desde las capas altas de la atmósfera, produciéndose un fenómeno denominado

subsidencia.

Antinodo: Los puntos en los que kx = 0, π, 2π … etc, en ellos la superficie libre alcanza

el valor máximo y la velocidad horizontal es nula. En la pared vertical siempre se sitúa

un antinodo.

Año meteorológico: Comienza el 1 de octubre y finaliza el 30 de septiembre del año

siguiente, se puede considerar como el pulso meteorológico del planeta.

Año sidéreo: Es el tiempo que trascurre entre dos pasos consecutivos de la Tierra por

un mismo punto de su órbita, tomando como referencia a las estrellas. Generalmente

usado por los astrónomos, es la medida más exacta de un año. Su duración es de

366,256436918716 días siderales. Equivale a 365,256363 días solares medios (365 días

6 horas 9 minutos 9,7632 segundos).

Año tropical: Es el tiempo preciso para aumentar la longitud media del Sol en 360

grados sobre la eclíptica; es decir, en completar una vuelta completa. Su duración es

de 365,242198 días de tiempo solar medio (365 días 5 h 48 m 45,9 s).

Apogeo: Es el punto en una órbita elíptica alrededor de la Tierra, en el que un cuerpo

se encuentra más alejado del centro de ésta.

Aproximación minimax: Es una minimización del máximo error de un determinado

número de términos.

Aptitud para el servicio / funcionalidad: Valor complementario de la probabilidad

conjunta de fallo en la fase o subfase de proyecto considerada frente a los modos de

fallo adscritos a los estados límite de servicio.

Área abrigada: Es una superficie de agua y tierra a resguardo de las acciones de las

dinámicas atmosférica y marina.

Área de flotación: Zona destinadas fundamentalmente a la permanencia de los

buques.

Área de maniobra: Zona en las que se realiza la parada, arrancada o reviro del buque.

Área de navegación: Zona destinadas fundamentalmente al tránsito de los buques.

Área de reviro: Zona en las que se produce el cambio de rumbo del buque sin avances

significativos en ninguna dirección.

Área litoral: Facilita el uso y la explotación ordenada y sostenible del entorno litoral,

pudiendo incluir, entre otros, la corrección, protección y defensa del borde litoral, la





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generación, conservación y regeneración de playas y zonas de baño, y el intercambio

de los flujos transversales tierra-mar de todo tipo de sustancias.

Área portuaria: Facilita las operaciones portuarias y logísticas relacionadas con el

transporte marítimo y su interconexión con otros modos de transporte y con la gestión

integral del barco, incluyendo las operaciones relacionadas con la actividad náutica-

deportiva, industrial y militar.

Arranque del dique: Tramo de un dique de abrigo que define la unión del dique con

tierra u otro dique.

Asomeramiento: Cuando un tren de ondas se propaga hacia profundidades menores,

además de disminuir su celeridad de onda y, en consecuencia, su longitud de onda,

varía su amplitud a raíz de la disminución de la velocidad de propagación de la energía.

Estas dos modificaciones se traducen en un cambio del valor del peralte H/L.

Asomeramiento inverso: Cuando un tren de ondas se propaga hacia profundidades

mayores, se produce una variación del peralte en sentido inverso al que se acaba de

considerar.

Calado estático (De): Distancia vertical máxima entre un punto del casco sumergido del

buque y la línea de flotación, en una determinada condición de carga, en agua salada y

en verano. Suele medirse en el punto medio de la eslora entre perpendiculares bajo la

quilla o tomarse la media entre los calados a proa y popa. El calado máximo se

corresponde con la condición de máxima carga permitida. El calado mínimo en

condiciones de navegabilidad se corresponde con la condición en lastre. En otras

situaciones de los buques (p.e. condición en rosca) pueden presentarse calados

menores (p.e. en astillero), aunque en estas condiciones el buque no puede navegar.

Eslora total (L): Longitud máxima del casco del buque medida de proa a popa.

Eslora entre perpendiculares (Lpp): Distancia medida sobre el plano de crujía entre la

perpendicular de proa (línea vertical trazada por la intersección de la flotación, en la

condición de máxima carga, en agua salada y en verano, y el canto de proa) y la

perpendicular de popa (línea vertical trazada por la intersección de la flotación, en la

condición de máxima carga, en agua salada y en verano, y el vano de codaste).

Francobordo (G): Distancia vertical medida desde la línea de flotación hasta la cubierta

principal del buque, en una determinada condición de carga, en agua salada y en

verano. El francobordo mínimo se corresponde con la condición de máxima carga. El

francobordo máximo en condiciones de navegabilidad se corresponde con la condición

en lastre. En otras situaciones de los buques pueden presentarse mayores

francobordos (p.e. situación en rosca), aunque en estas condiciones los buques no

pueden navegar (G = T-De)

Manga (B): Mayor anchura del buque.

Puntal (T): Altura máxima del casco del buque desde la quilla hasta la cubierta

principal.

TEU: Número de contenedores tipo equivalentes de 20’. Unidad que indica la

capacidad de carga de un buque portacontenedores.





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Tonelaje de Peso Muerto (TPM): Peso en toneladas métricas correspondiente a la

carga útil máxima más el combustible, aceite lubricante, agua, pañoles, tripulación y

pertrechos. El TPM suele utilizarse como parámetro de referencia de la capacidad de

carga del buque especialmente para los buques cuya principal finalidad es transportar

cargas que ocupan todo el espacio disponible (petroleros, graneleros, carga general y

polivalentes,…), mientras que el GT o el TRB es más indicado para buques que

transportan cargas que no ocupan todo el espacio disponible y en los que su capacidad

de carga está mejor identificada por un volumen que por un peso (ferries, buques de

pasaje, cruceros, pesqueros ….).

Tonelaje de Registro Bruto (TRB): Volumen o capacidad interior de un buque medio en

toneladas de registro. La tonelada Moorson equivale a 100 pies3; es decir, a 2.83 m3.





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13 BIBLIOGRAFÍA

Broderick, L. L. (1.983). Riprap Stability A Progress Repor. Proceedings of Coastal Structures '83

(págs. 320-330). American Society of Civil Engineers.

Brorsen, M., Burcharth, H. F., & Larsen, T. (1.974). Stability of Dolos Slopes. Proceedings of the

14th International Coastal Engineering Conference. Vol 3 (págs. 1691-1701). American

Society of Civil Engineers.

Burcharth, H. F., & Liu, Z. (1.992). Design of Dolos Armour Units. Proceedings of the 23rd

International Coastal Engineering Conference, vol 1 (págs. 1053-1066). American

Society of Civil Engineers.

CT - ROM. (1.999). ROM 3.1 - 99. Configuración marítima del puerto. Madrid: Puertos del

Estado.

CT - ROM. (2.011). ROM 2.0-11 Recomendaciones para proyecto y ejecución en Obras de

Atraque y Amarre. Criterios generales y Factores del Proyecto. Madrid: Puertos del

Estado.

CT_ROM. (2.006). ROM 0.5-05. Recomendaciones Geotécnicas para Obras Marítimas y

Portuarias. Madrid: Puertos del Estado.

Dizy Menéndez, A., & Mey Almela, R. (2.009). Guía de buenas prácticas para la ejecución de

obras marítimas. Madrid: Puertos del Estado.

Gonzalez Herrero, J., & Comisión Técnica ROM. (2006). EROM 0.2 - Tipos y Funciones de las

Obras de Atraque y Amarre. Puertos del Estado.

Hudson, R. Y. (1.958). Design of Quarry-Stone Cover Layers for Rubble-Mound Breakwaters;

Hydraulic Laboratory Investigation. Research Report No. 2-2,. Vicksburg, MS: U.S. Army

Engineer Waterways Experiment Station.

Hudson, R. Y. (1.959). Laboratory Investigation of Rubble-Mound Breakwaters, Vol 85, No.

WW3. Journal of the Waterways and Harbors Division, 93-121.

Hudson, R. Y. (1.974). Concrete Armor Units for Protection Against Wave Attack,"

Miscellaneous Paper H-74-2. Vicksburg, MS: U.S. Army Engineer Waterways

Experiment Station.

INROS LACKNER AG. (2.011). Extension de la Zone Est du Port de Conakry. Phase I. AVANT

PROJET DETAILLEE (APD). Version provisoire (Lot 1).

Iribarren, R. (1.938). Una Formula Para el Cálculo de los Digues de Escollera. Technical Report

HE 116-295. Berkeley, CA : Fluid Mechanics Laboratory, University of California.

Losada Rodríguez, I., & Liu, J. (2.000). Modelos matemáticos y numéricos para el estudio de la

agitación portuaria. Journal of Maritime Research, n1, v1, 47-67.

MarCom - WG36. (2.005). Catalogue of prefabricated elements. PIANC.





Página | 103

Medina Villaverde, J. (2.012). Projet de la terminal de ciments au port de Conakry (Guinée).

Boadilla del Monte (Spain): Nautilus Ingeniería Marítima, S.L.

Ports de Balears. (Abril de 2.009). Duque de alba para la prolongación de la línea de atraque de

la ampliación de poniente norte en el puerto de Palma. Proyecto constructivo. Palma

de Mallorca, Islas Baleares, España: Puertos del Estado.

van der Meer, J. (1.988). Rock Slopes and Gravel Beaches under Wave Attack. Ph.D. Thesis.

Waterloopkundig LaboratoriumlWL.

van der Meer, J. W. (1.988b). Stability of Cubes, Tetrapodes and Accropode. Proceedings of the

Breakwaters '88 Conference; Design of Breakwaters (págs. 71-80). Institution of Civil

Engineers, Thomas Telford: London, UK.

WG 33. (2.002). Guidelines for the Design of Fenders Systems: 2002. MarCom - Report of WG

33. PIANC.





Página | 104

Documents

03 Puertos Rev07